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Segregación |
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Segregación en tambores rotantes En ocasiones, cuando un medio granular formado por varios tipos de partículas se fluidifica, los diferentes componentes tienden a agruparse según sus propiedades. Este fenómeno, conocido como segregación, es probablemente el mayor problema que se origina en cualquier proceso industrial que implique el manejo de materiales granulados. Entre los dispositivos experimentales más estudiados en segregación se encuentra el tambor en rotación o “tambor rotante”. Cuando una muestra con diferentes tipos de partículas se somete a rotación cabría esperar que esta inyección de energía facilitase la mezcla homogénea de los componentes. Sin embargo esto no es así y tanto en tambores rotantes largos (donde el diámetro es mucho menor que la longitud) como en tambores rotantes cuasi bidimensionales (donde el diámetro es mucho mayor que la longitud) el fenómeno de la segregación es muy común. En tambores rotantes largos se encontró que intrusos en el interior de una muestra de partículas pequeñas se atraen para velocidades de rotación del tambor bajas (ver la fotografía de abajo) y se repelen para velocidades de rotación del tambor altas. El origen de este fenómeno se encuentra en el efecto que la velocidad de rotación tiene en la magnitud de las fluctuaciones de velocidad de las partículas pequeñas. Cuando la velocidad de rotación es alta las fluctuaciones de velocidad son iguales en la región del espacio que hay entre los dos intrusos y fuera de esta región. Sin embargo, cuando la velocidad de rotación es baja las fluctuaciones de velocidad son mucho más importantes en la región exterior que entre los intrusos siendo este el principal motivo de la atracción.
En tambores
rotantes cuasi bidimensionales se ha observado el desarrollo de
patrones en forma de pétalos (como en la fotografía
de aquí abajo) que recuerdan los formados en la
segregación que se produce en pilas de arena, donde las
diferentes partículas forman estratos. El número
de pétalos que se dan en el patrón depende de la
proporción de partículas pequeñas en
la mezcla, del diámetro del tambor y de la velocidad de
rotación. De hecho para velocidades de rotación
elevadas se observa como la presencia de una onda de
partículas grandes, que viaja desde el final del tambor
hasta el centro del tambor, determina el número de
pétalos en el patrón.
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Depto. de Física y Matemática Aplicada | Actualizado el 21/09/09 |
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