Flujo Laminar

Nos encontramos con el elemento cuya geometría tipo “X”, dio origen a la tecnología del mezclado estático, utilizado primeramente para homogenizar la viscosidad y temperatura en toda la sección transversal de un hilo de fibra polimérica el cual debe volverse sólido al caer desde el extrusor hasta el carrete de embobinado, sin romperse. Esto se logra sólo si se evitan las tensiones paralelas en el hilo cayendo, evitando así “varias corrientes con diferentes grados de polimerización y por tanto de viscosidad y tensión fluyendo en paralelo” que es lo que hace que se rompa antes de caer al embobinador. El hilo debe tener una sola corriente homogénea en viscosidad y temperatura desde antes de salir del extrusor, lo cual se logra con los mezcladores “X” y “LMXR” que veremos más adelante. Normalmente estas operaciones se realizan en procesos donde se mezclan productos de alta viscosidad como polímeros de alto peso molecular con aditivos, colorantes y otros, en los que predomina un flujo con un Reynolds pequeño. El factor común en estas aplicaciones es el FLUJO LAMINAR.

En la foto se aprecia un elemento de mezclador diminuto usado para homogenizar fibras sintéticas para la industria textil, justo antes del extrusor de salida. El número de elementos se determina en función de la caída máxima de presión permitida y del grado de homogeneidad requerida por el proceso.
Los mezcladores tipo “X” también se utilizan para la dispersión de líquidos con diferencias de viscosidad muy grandes entre ellos, estas operaciones se llevan a cabo regularmente cuando las corrientes tienen diferencias de viscosidad de hasta 1000:1. En esta operación los primeros elementos van dividiendo las capas del aditivo de baja viscosidad contínuamente hasta que se vuelven cada vez mas finas, y las diferencias se reducen por disolución a lo largo del mezclador. Cuando los aditivos de baja viscosidad no se disuelven en los componentes de baja viscosidad, se pueden dispersar rompiendo en gotas la fase dispersa hasta el tamaño que mas convenga en el proceso, al igual que en los procesos de mezcla de gas – líquido, aquí también las gotas del aditivo inmiscible se rompe a un tamaño predecible y controlable, el cual está en función de las diferencias de viscosidades longitud del mezclador y de la tensión interfacial.

En la foto se observa el cambio continuo a través de toda la sección transversal del mezclador que homogeniza lo mismo color que densidad, viscosidad, y temperatura, De aquí que los intercambiadores de calor con elementos de mezcla al interior de la tubería aumentan su eficiencia recortando la longitud del intercambiador hasta en 6 veces. Esto es, si su equipo original requería 6 metros de longitud para lograr una buena reacción y homogenización, en un proceso viscoso, ahora sólo requerirá cerca de un solo metro lineal