Vibrador mecánico para operaciones unitarias

• Autores: Piazza, José
• Año de publicación: 1962
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: artículo
• Materia: Ciencias Físicas; Ingeniería Mecánica; vibración; sólidos; Mecánica de Fluidos; ejes con centro de gravedad desplazable
• Institución: Comisión de Investigaciones Científicas de la Provincia de Buenos Aires

Se analizan los efectos provocados por la vibración sobre sólidos, fluidos y sobre ejes con centro de gravedad desplazable. Sometiendo a la vibración a una esfera dentro de una caja cilindrica de mayor diámetro, se observa que aquélla gira den tro de esta última con movimiento sincronizado y manteniendo en todo momento, una posición opuesta al excéntrico del vibrador. Llamaremos fuerza de acción a la correspondiente a la pared de la caja que encierra la esfera y reacción la fuerza centrífuga de la esfera sobre la pared, siendo ambas iguales y opuestas. Reemplazando la esfera por un líquido, éste gira alrededor de la pared de la caja o tubo que lo contiene, cuyo eje describe la órbita de vibración. De esta manera, el fluido forma un paraboloide de rotación esxcéntrico respecto al eje del tubo. A elevadas frecuencias, el paraboloide toma el aspecto de una película que gira excéntricamente respecto al eje y cuyo espesor varía entre un valor mínimo y otro máximo. Hay dos tipos de películas de acuerdo a la tensión superficial del fluido que las integra: las que mojan la pared, caso del agua, y las que no lo hacen, caso del mercurio. En el primer caso, el film gira sobre una capa del mismo líquido adherida a la pared, lo que puede influir en la transmisión de masa, en el contacto líquido-vapor en contracorriente. Seguidamente se estudian los efectos de la acción sobre el eje del vibrador, en el cual se disponen excéntricos sobre cojinetes, notándose que las masas de éstos se reparten, con respecto a la del vibrador, en posiciones tendientes a un sistema de acción y reacción, con estabilidad máxima. Lo mismo sucede con dos ejes paralelos acoplados sobre un mismo plano, siendo el primero un eje motor que representa al vibrador, y el otro que descansa sobre cojinetes y lleva masas excéntricas fijas. Estas permanecen indiferentes al estímulo de la vibración, pero cebándose su eje mediante motor auxiliar, para llevarlo a la misma frecuencia, dicho eje después conserva indefinidamente su movimiento. Se comprueba que es posible transformar directamente el movimiento vibratorio armónico en rotación de igual frecuencia si el eje solicitado reúne las condiciones de rueda y excentricidad libres. Posteriormente, se estudia el comportamiento energético general de un vibrador, deduciéndose ventajas para su empleo en Operaciones Unitarias, siempre que el plano vibratorio no entre en contacto directo con sistemas fijos. Además: l9) Se describe la construcción y ensayo de modelos para absorción de humos mediante tubos con extremidad elástica, que al describir un cono de vibración dentro de un líquido, permite que éste retenga el aerosol. 29) Se describe una bomba de vacío con tubo elástico horizontal que vibra dentro de un líquido y que desplaza hasta 1.500 lts./hora de aire. Esta bomba aplicada a un sistema hermético, alcanza a realizar vacíes superiores a 450 mm. de mercurio. 39) Se describe la construcción y funcionamiento de un pulsómetro formado por un perno, alrededor del cual se envuelve en espiral un tubo de goma y que se fija en posición normal sobre un plano vibratorio. Se cubre el helicoide de goma con una masa cilindrica de bronce de igual diámetro interior. Bajo el estímulo del perno vibratorio se crea de este modo en dicho helicoide un movimiento de tipo peristáltico, funcionamiento por lo tanto el dispositivo como bomba de líquido. Esta se caracteriza por tener una superficie de contacto y un volumen sumamente reducido en comparación con el volumen de fluido bombeado. Utilizando un tubo de goma de 5 mm. de diámetro interior, se alcanzaron en el modelo diferencias de presión de 500 mm. de mercurio y caudales superiores a 500 cm3 por minuto.
The effects provoked by vibrations en solids and fluids across an axis with displaced gravity centre, as analysed. If a sphere is placed in a cylindrical body with a larger dismater and subpected to vibration, it is observed that the former spins within the latter, with synchronized movements and maintaining, at all moments, a position opposite to the sccentric of the vibrator. Calling the forcé corresponding to that on the walls lccking in the sphere, as that of the action and the centrifugal force of sphere on the walls, as that of reaction, both are aquel and opposite to cach other. Whan the said sphere is substituted by a liquid, the latter revolves about the walls of the bcdy or the tube containing it, the exis of which defines the vibrational orbit. In this manner the fluid forms a paraboloid of rotation accentric with respect to the axis of tube. At elevated frequencies, the paraboloid assumes the aspect of a film rotating eccentrically with respect to the axis and its thickness varíes between a minimun and a maximun value. There are two types of films according to the value of superficial tension of the liquid concorned: film formed by water which moistens the walls and that formed by mercury which does not. In the formes case, the films revolves on a layer of the verv liquid in contact with walls, an effect which could influence the transfer of the mas in liquid-vapour counter-cu- rrent contact. Further, the effects of the action on the axis of the vibrator are síudied for which purpose some eccentrical masses are mounted on ball-bearings; the experiments show that the masses distribute themselves in relation to that of vibrator in positions corresponding to an acticn-reaction system with maximun stability. The same happans with two parallel axis coupled together on a common place, the first being a motor axis representing the vibrator, the other restings on bearings and carrying fixed eccentric masses. These remains indifferent to the stimulus of the vibrations, but, if its axis is carried over, by means of an auxiliary motor, until it reaches the same fre- quency, this axis conserves afterwards its motion indefinitely. However, it is possible to transform directly a vibratory armonic motion into a rotational motion of the same frequency, if the axis concerned fulfills the condition of free-whsel and free-eccentricity. Afterwards the general energy behaviour of the vibrator is studied and it is found that the same offers advantages for its use in unit operations with the condition that the vibratory plane does not enter in contact with a fixed system. Further, the followin, aplications are described: lº) The construction and the test of a model for smoks absorption by means of tubes with an elastic extremity are described; the elastic and, whan forming a vibrating cone in a liquid, allow the retention of the aerosol. 2º) A vacums pump, with an elastic horizontal tube vibrating into a liquid, and possessing the capacity of displacing 1.500 1/hr of air, is described. This pump when aplied to an herme- ticaly closed system, serves to attain a vacum higher than 450 mm. Hg. 3º) Is described the construction and working manner of a pulsometer formed by a pin surrounded with a rubber tube coil and fixed perpendiculary to the vibratory plans. The rubber helicoid is surrounded by means a bronze cylinder with the same internal diameter. With the stymulus of the vibratory cylindrical mass and pin a pulsatory motion of the helics is generated, this functioning like a pump. This pump is charac- terised by possessing a contact surface in extremely reduced size in comparison with the volumen of fluid, which is able to be moved. Using a rubber tube with an internal diameter of 5 mm, pressure differences up to 500 mm Hg and volume-rate of more than 500 cm3. par min. are attained.