Estiércol líquido

Una lechada es una mezcla de sólidos más densa que el agua suspendida en un líquido, generalmente agua. El uso más común de la lechada es como medio de transporte de sólidos, siendo el líquido un portador que se bombea en un dispositivo como una bomba centrífuga . El tamaño de las partículas sólidas puede variar desde 1 micrón hasta cientos de milímetros.

Lechada compuesta de perlas de vidrio en aceite de silicona que fluye por un plano inclinado

Almidón de patata lechada

Las partículas pueden asentarse por debajo de una cierta velocidad de transporte y la mezcla puede comportarse como un fluido newtoniano o no newtoniano . Dependiendo de la mezcla, la lechada puede ser abrasiva y / o corrosiva.

Ejemplos de

Ejemplos de lechadas incluyen:

• Lechada de cemento, una mezcla de cemento , agua y una variedad de aditivos líquidos y secos utilizados en las industrias del petróleo y otras ^{[1] [2]}
• Lechada de suelo / cemento, también llamada Material Controlado de Baja Resistencia (CLSM), relleno fluido, relleno de densidad controlada, mortero fluido, suelo-cemento plástico, K-Krete y otros nombres ^[3]
• Una mezcla de agente espesante , oxidantes y agua que se usa para formar un gel explosivo ^[4]
• Una mezcla de material piroclástico , escombros rocosos y agua producida en una erupción volcánica y conocida como lahar.
• Una mezcla de bentonita y agua que se utiliza para hacer paredes de lechada.
• Lechada de carbón , una mezcla de residuos de carbón y agua, o carbón triturado y agua ^[5]
• Aceite en suspensión , la fracción de ebullición más alta destilada del efluente de una unidad de FCC en una refinería de petróleo . Contiene gran cantidad de catalizador, en forma de sedimentos, de ahí la denominación de lechada.
• Una mezcla de pulpa de madera y agua que se usa para hacer papel.
• Purines de estiércol, una mezcla de desechos animales, materia orgánica y, a veces, agua, a menudo conocida simplemente como "purines" en el uso agrícola , que se utiliza como fertilizante después del envejecimiento en un pozo de purines.
• Lechada de carne , una mezcla de carne finamente molida y agua, deshidratada por centrifugación y utilizada como alimento.
• Sustancia abrasiva utilizada en el pulido químico-mecánico.
• Hielo en suspensión , una mezcla de cristales de hielo, depresor del punto de congelación y agua
• Una mezcla de materias primas y agua involucrada en la fabricación de cemento Portland en la fábrica de crudo.
• Una mezcla de minerales, agua y aditivos utilizados en la fabricación de cerámica.
• Un bolo de comida masticada mezclada con saliva ^[6]
• Una mezcla de pegamento epoxi y microesferas de vidrio que se utiliza como compuesto de relleno alrededor de los materiales centrales en las estructuras de los aviones compuestos con estructura sándwich .

Cálculos

Determinación de la fracción de sólidos

Determinar el porcentaje de sólidos (o fracción de sólidos) de una lechada a partir de la densidad de la lechada, los sólidos y el líquido ^[7]

${\displaystyle \phi _{sl}={\frac {\rho _{s}(\rho _{sl}-\rho _{l})}{\rho _{sl}(\rho _{s}-\rho _{l})}}}$

dónde

${\displaystyle \phi _{sl}}$ es la fracción de sólidos de la lechada (estado por masa)

${\displaystyle \rho _{s}}$ es la densidad de los sólidos

${\displaystyle \rho _{sl}}$ es la densidad de la lechada

${\displaystyle \rho _{l}}$ es la densidad del líquido

En lechadas acuosas, como es común en el procesamiento de minerales, se usa típicamente la gravedad específica de la especie, y dado que ${\displaystyle SG_{water}}$ se toma como 1, esta relación se escribe típicamente:

${\displaystyle \phi _{sl}={\frac {\rho _{s}(\rho _{sl}-1)}{\rho _{sl}(\rho _{s}-1)}}}$

aunque se usa la gravedad específica con unidades toneladas / m ^ 3 (t / m ^ 3) en lugar de la unidad de densidad SI, kg / m ^ 3.

Masa líquida de la fracción másica de sólidos

Para determinar la masa de líquido en una muestra dada la masa de sólidos y la fracción de masa: Por definición

${\displaystyle \phi _{sl}={\frac {M_{s}}{M_{sl}}}}$

por lo tanto

${\displaystyle M_{sl}={\frac {M_{s}}{\phi _{sl}}}}$

y

${\displaystyle M_{s}+M_{l}={\frac {M_{s}}{\phi _{sl}}}}$

luego

${\displaystyle M_{l}={\frac {M_{s}}{\phi _{sl}}}-M_{s}}$

y por lo tanto

${\displaystyle M_{l}={\frac {1-\phi _{sl}}{\phi _{sl}}}M_{s}}$

dónde

${\displaystyle \phi _{sl}}$ es la fracción de sólidos de la lechada

${\displaystyle M_{s}}$ es la masa o el flujo másico de sólidos en la muestra o corriente

${\displaystyle M_{sl}}$ es la masa o el flujo másico de la lechada en la muestra o corriente

${\displaystyle M_{l}}$ es la masa o el flujo másico de líquido en la muestra o corriente

Fracción volumétrica de la fracción de masa

${\displaystyle \phi _{sl,m}={\frac {M_{s}}{M_{sl}}}}$

Equivalentemente

${\displaystyle \phi _{sl,v}={\frac {V_{s}}{V_{sl}}}}$

y en un contexto de procesamiento de minerales donde la gravedad específica del líquido (agua) se toma como uno:

${\displaystyle \phi _{sl,v}={\frac {\frac {M_{s}}{SG_{s}}}{{\frac {M_{s}}{SG_{s}}}+{\frac {M_{l}}{1}}}}}$

Entonces

${\displaystyle \phi _{sl,v}={\frac {M_{s}}{M_{s}+M_{l}SG_{s}}}}$

y

${\displaystyle \phi _{sl,v}={\frac {1}{1+{\frac {M_{l}SG_{s}}{M_{s}}}}}}$

Luego combinando con la primera ecuación:

${\displaystyle \phi _{sl,v}={\frac {1}{1+{\frac {M_{l}SG_{s}}{\phi _{sl,m}M_{s}}}{\frac {M_{s}}{M_{s}+M_{l}}}}}}$

Entonces

${\displaystyle \phi _{sl,v}={\frac {1}{1+{\frac {SG_{s}}{\phi _{sl,m}}}{\frac {M_{l}}{M_{s}+M_{l}}}}}}$

Entonces desde

${\displaystyle \phi _{sl,m}={\frac {M_{s}}{M_{s}+M_{l}}}=1-{\frac {M_{l}}{M_{s}+M_{l}}}}$

concluimos que

${\displaystyle \phi _{sl,v}={\frac {1}{1+SG_{s}({\frac {1}{\phi _{sl,m}}}-1)}}}$

dónde

${\displaystyle \phi _{sl,v}}$es la fracción de sólidos de la lechada sobre una base volumétrica

${\displaystyle \phi _{sl,m}}$es la fracción de sólidos de la lechada en base a la masa

${\displaystyle M_{s}}$ es la masa o el flujo másico de sólidos en la muestra o corriente

${\displaystyle M_{sl}}$ es la masa o el flujo másico de la lechada en la muestra o corriente

${\displaystyle M_{l}}$ es la masa o el flujo másico de líquido en la muestra o corriente

${\displaystyle SG_{s}}$ es la gravedad específica a granel de los sólidos

Ver también

• Lechada
• Tubería de lodos
• Transporte de purines
• Pared de lechada

Referencias

1. Shlumberger: glosario de campos petrolíferos
2. Rheonova: Medición de las propiedades reológicas de las lechadas de sedimentación
3. Asociación de cemento Portland: material controlado de baja resistencia
4. http://www.iring.ca/_Knowledgebase/module_2_3.html?ms=AAA%3D&st=MA%3D%3D&sct=MjI%3D&mw=MjQw#
5. Red Valve Company: oleoducto de lechada de carbón
6. Rheonova: Midiendo las propiedades del bolo alimenticio. Archivado el 30 de noviembre de 2013 en archive.today.
7. Wills, BA y Napier-Munn, TJ, Tecnología de procesamiento de minerales de Wills: una introducción a los aspectos prácticos del tratamiento de minerales y la recuperación de minerales, ISBN  978-0-7506-4450-1 , séptima edición (2006), Elsevier, Great Bretaña

enlaces externos

• Bonapace, AC Una teoría general del transporte hidráulico de sólidos en suspensión total
• Ravelet, F .; Bakir, F .; Khelladi, S .; Rey, R. (2013). "Estudio experimental del transporte hidráulico de partículas grandes en tuberías horizontales" (PDF) . Ciencia Experimental Térmica y de Fluidos . 45 : 187-197. doi : 10.1016 / j.expthermflusci.2012.11.003 .
• Ming, G., Ruixiang, L., Fusheng, N., Liqun, X. (2007). Transporte hidráulico de grava gruesa: una investigación de laboratorio sobre la resistencia al flujo.