Influencia del ángulo y perímetro de impacto de las aspas en un aireador de eje horizontal sobre la transferencia de oxígeno disuelto

• Rojas-Arias, Nicolás ^[1] ; Blanco-Zúñiga, César René ^[1]
  1. [1] Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia

     Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia

     Colombia

     
• Localización: Tecnología y Ciencias del Agua, ISSN-e 2007-2422, Vol. 12, Nº. 5 (septiembre-octubre de 2021), 2021, págs. 350-376
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Influence of the angle and perimeter of contact of the blades in a horizontal axis aerator on the transfer of dissolved oxygen
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  • español

    El oxígeno disuelto (OD) es un parámetro fundamental en los cuerpos de agua que puede suministrarse por medio de agitadores mecánicos de eje horizontal. Sin embargo, la geometría de las aspas y las condiciones operativas pueden influir sobre los costes del proceso. En este trabajo se estudia el efecto del perímetro y ángulo de impacto de las aspas sobre el agua en un prototipo de aireación mecánica de eje horizontal, partiendo del análisis de transferencia de OD. Las mediciones se realizaron en muestras de agua anóxica utilizando dos tipos de aspas con una misma área, variando su perímetro y ángulo de impacto. Otros parámetros que influyen en el proceso de transferencia de OD se controlaron en este estudio. Los resultados muestran que el incremento del perímetro y ángulo de impacto de las aspas con el cuerpo de agua genera una reducción en la eficiencia de aireación estándar (SAE) en el proceso de hasta un 30 % en este estudio, obteniendo los mejores resultados para el prototipo de aspas Tipo II con un valor KLa de 3.69 h-1 y una SAE de 0.47 kgO2∙kW-1h-1 al usar un ángulo de impacto de 13.5°. De manera general, la geometría de las aspas es un parámetro fundamental de diseño, el cual influye en la transferencia de oxígeno disuelto en el agua. Los resultados de este estudio pueden contribuir en mejorar la eficiencia en estos sistemas mecánicos, disminuyendo el consumo de energía asociado con los procesos de oxigenación.

  • English

    Dissolved oxygen (DO) is a fundamental parameter in water bodies that can be supplied using horizontal axis mechanical agitators. However, blade geometry and operating conditions can influence the process cost. In this work, it is studied the effect of the perimeter and angle of impact of the blades on the water in a prototype of horizontal axis mechanical aeration, starting from the DO transfer analysis. Measurements were made on anoxic water samples using two types of blades with the same area, varying their perimeter and angle of impact. Other parameters that influence the DO transfer process were controlled in this work. The results show the increase in the perimeter, and blade impact angle with the water body, which generates a reduction in the standard aeration efficiency (SAE) up to 30 % in the process. In that way, it is obtained the best results for the prototype Type II blades with a KLa value of 3.69 h-1, and a SAE of 0.47 kgO2∙kW-1h-1 when using an impact angle of 13.5 °. In general, the geometry of the blades is a fundamental design parameter, which influences the transfer of dissolved oxygen in the water. The results of this study can contribute to improving the efficiency of these mechanical systems, reducing the energy consumption associated with oxygenation processes.