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Agitación y mezcla de tanques: potencia, Reynolds y escalado

Indique el tanque, el agitador, la velocidad y el fluido para saber en qué régimen trabaja, cuánta potencia absorbe, qué motor necesita, qué intensidad de agitación da y cómo escalar a un tanque mayor.

Herramienta de predimensionamiento y estimación: los resultados no sustituyen al proyecto, cálculo o informe firmado por un técnico competente ni la verificación conforme a las normas aplicables.

PredimensionamientoRevisión 02/11/2026
Tanque
Agitador
Fluido
Accionamiento
Escalado

Al cambiar el agitador, la calculadora propone KL, KT, diámetro y velocidad típicos; ajústelos a su equipo. Un solo agitador; en tanques altos (altura mayor que 1,3 veces el diámetro) se suelen usar dos.

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—Potencia absorbida por el líquido
—

Curva de potencia del agitador

Número de potencia según el Reynolds (escalas logarítmicas). El punto es la condición actual.

Toque el gráfico para ver los valores.

Intensidad de agitación (P/V)

Rangos habituales por tipo de servicio (Walas) y el valor del tanque actual (línea).

Toque el gráfico para ver los valores.

Escalado por criterio

Tanque mayor geométricamente semejante. La fila destacada es el criterio elegido.

Siguiente paso

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Método, hipótesis y referencias

Ecuaciones utilizadas

Re = ρ · N · D² ÷ μ (N en revoluciones por segundo)
Np = KL ÷ Re (Re ≤ 10); Np = KT (Re ≥ 10⁴, con deflectores); en la transición, interpolación log-log entre (10; KL/10) y (10⁴; KT)
P = Np · ρ · N³ · D⁵; P_motor = P ÷ η_reductor; P/V con V = π·T²·H/4; velocidad periférica = π · D · N
Tiempo de mezcla (Grenville y Nienow, turbulento, H = T): N · θ95 = 5,20 · Np^(−1/3) · (T/D)²
Escalado: R = (V₂/V₁)^(1/3), D₂ = R·D₁; P/V constante N₂ = N₁·R^(−2/3); velocidad periférica N₂ = N₁/R; Reynolds N₂ = N₁/R²; misma velocidad N₂ = N₁

Hipótesis y límites

  • Fluido newtoniano, un solo agitador centrado, fondo plano o ligeramente abombado, tanque con 4 deflectores de 1/10 del diámetro (los valores KL y KT de la tabla 9.2 de McCabe, Smith y Harriott se midieron así). Sin deflectores, en régimen turbulento, la potencia real es menor y el resultado es un límite superior.
  • En la transición (10 < Re < 10.000) el número de potencia es una interpolación aproximada; las curvas reales (como la de la turbina Rushton) tienen formas propias. Los fluidos no newtonianos, el gas inyectado y los sólidos en suspensión cambian la potencia y no se incluyen.
  • El tiempo de mezcla solo vale en régimen turbulento, con deflectores y altura de líquido próxima al diámetro. Los rangos de P/V son orientativos (Walas). El motor sugerido es la potencia normalizada inmediatamente superior a la potencia con margen; revise arranque y régimen en la calculadora de motor.

Normas y documentos técnicos

  • Paul, E. L.; Atiemo-Obeng, V. A.; Kresta, S. M. (eds.). Handbook of Industrial Mixing: Science and Practice. Wiley-Interscience, 2004 (ch. 6 mechanically stirred vessels; ch. 9 Grenville and Nienow, blending of miscible liquids)
  • McCabe, W. L.; Smith, J. C.; Harriott, P. Unit Operations of Chemical Engineering, 7th ed. McGraw-Hill, 2005, ch. 9, Table 9.2 (KL and KT)
  • Couper, J. R.; Penney, W. R.; Fair, J. R.; Walas, S. M. Chemical Process Equipment: Selection and Design, 3rd ed. Elsevier, 2012 (rules of thumb: mixing and agitation)
  • Rushton, J. H.; Costich, E. W.; Everett, H. J. Power characteristics of mixing impellers. Chemical Engineering Progress, 46, 1950, p. 395–404 and 467–476

Legislación aplicable

  • Consulte la legislación vigente en su país sobre seguridad y salud en el trabajo, equipos a presión, instalaciones eléctricas y medio ambiente que se aplique a esta instalación.

Preguntas frecuentes

¿Qué resuelve esta calculadora?

Calcula cuánta potencia absorbe un agitador, en qué régimen trabaja (laminar, transición o turbulento), qué motor necesita, qué intensidad de agitación da en kW/m³, la velocidad de la punta de la pala, el tiempo de mezcla y cómo escalar a un tanque mayor. Úsela para comprobar un agitador existente, elegir velocidad y diámetro de uno nuevo o llevar una receta del piloto a producción.

¿Cómo se calcula la potencia del agitador?

Con la ecuación P = Np · ρ · N³ · D⁵, usando el número de potencia Np del agitador. Primero se calcula el Reynolds, Re = ρ·N·D²/μ: en el ejemplo, una turbina de palas inclinadas de 530 mm a 150 rpm en agua da Re = 702.250, régimen turbulento, donde Np = 1,27 es constante. La potencia absorbida es de 0,83 kW en un tanque de 1,6 m de diámetro y 1,6 m de líquido (3,22 m³).

¿De dónde salen los números de potencia?

De la tabla 9.2 de McCabe, Smith y Harriott, para tanque con 4 deflectores: turbina Rushton KT 5,75 y KL 65; palas inclinadas a 45° con 4 palas KT 1,27; hélice marina KT 0,32; hidrofoil tipo HE-3 KT 0,28; ancla KL 300. En régimen laminar Np = KL ÷ Re; en la transición la calculadora interpola, lo que puede errar un 30% o más. Como comprobación, el ejemplo 9.1 del libro (turbina de disco de 0,61 m a 90 rpm en sosa al 50%) da unos 2,5 kW, y la calculadora, 2,46 kW.

¿Qué motor debo usar?

Divida la potencia absorbida por el rendimiento del reductor y los cojinetes y añada un margen. En el ejemplo, 0,83 kW ÷ 0,95 = 0,87 kW en el eje del motor; con un 15% de margen, 1 kW, así que un motor normalizado de 1,1 kW. Si el producto espesa o recibe sólidos durante la carga, dimensione para el peor momento y revise el arranque en la calculadora de motor.

¿Es bueno el valor de kW/m³ del ejemplo?

El tanque recibe 0,26 kW/m³, en el rango de reacción homogénea (0,10 a 0,30 kW/m³) de las reglas de Walas. La mezcla suave pide 0,04 a 0,10; la reacción con transmisión de calor, 0,30 a 1,0; gas–líquido, 1,0 a 2,0; suspensión de sólidos, alrededor de 2,0 kW/m³. Son rangos orientativos: la suspensión de sólidos y la dispersión de gas dependen de las partículas y del caudal de gas, y una prueba piloto vale más.

¿Cómo se escala a un tanque mayor?

Con semejanza geométrica, todas las medidas crecen por el factor R = (V₂/V₁)^(1/3). Para 25 m³, R = 1,98: el agitador pasa a 1050 mm. Manteniendo P/V, la velocidad baja a 95 rpm y la potencia sube a 6,45 kW; mantener la misma velocidad exigiría 25,3 kW. P/V constante es el punto de partida para reacción, transmisión de calor y suspensión; velocidad periférica constante, para productos sensibles a la cizalla.

¿Qué límites tiene y qué precauciones de seguridad?

Vale para fluido newtoniano, un agitador centrado y tanque con deflectores; sin deflectores se forma vórtice y la potencia real es menor. El tiempo de mezcla (18 s en el ejemplo, por la correlación de Grenville y Nienow) solo vale en régimen turbulento con altura de líquido próxima al diámetro.