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Diseño de ciclones convencionales

Enviado por chcalder



(Traducción)

  1. Ciclones convencionales
  2. Eficiencia de captación
  3. Dimensionamiento
  4. Pérdida de Carga

Ciclones convencionales

Con las relaciones geométricas

Cuando un gas entra en un ciclon su velocidad sufre una distribución, de modo que la componente tangencial de velocidad aumenta con la disminución del radio según una ley de la forma:

Y la aceleración radial es aC = w2.r

Eficiencia de captación

Diversos autores investigaron la duración teórica del movimiento de las partículas en el ciclón y estimaron un desempeño teórico del equipo.

Varias expresiones teóricas y semi empíricas han sido propuestas para prever la eficiencia de captación de un ciclón, pero existen otros métodos experimentales de mayor confianza

h = Eficiencia de selección

D’= Diametro de corte de para el tamaño de particula en el que la eficiencia es del 50% en el ciclón considerado.

En la práctica lo que se especifica en un proyecto es la eficiencia de separación deseada para particulas de un determinado tamaño.

D.

Relación empírica de Rossin, Rammler e Intelmann :

B = Largo del ducto de entrada al ciclón;

N = Número de vueltas dadas por el gas en el interior del ciclón ( igual a 5 );

v = velocidad de entrada del gas al ciclón basada en un área B.H ( recomenda-se usar 15 m / s );

m = viscosidad del gás;

r = Densidad del gás;

r S = Densidad del sólido.

Dimensionamento

De la ecuación 01 tenemos :

para N = 5

Cálculos:

Después de establecido el porcentaje de captación para las pártículas de tamaño D especificado en la curva de eficiencia , se halla el valor D/D’.

- Se Calcula D’;

- Se Calcula- DC ( Ecuación 02 );

- Se especifican las demás dimensiones :

- Para una altura de entrada :

Q = Caudal de entrada

v = velocidad admitida.

Si H =/ DC/2 Entonces REPROYECTAR EL CICLON !!!

  • Ejemplo: Una corriente de aire a 50°C y 1 atm arrastra partículas sólidas de r S = 1.2 g/cm3 con un caudal de 180 m3/min. Se desea proyectar un ciclón para clasificar partículas de 50m m en suspensión.

Solución :

87 % entonces D/D’ = 3

D’= 50 / 3 = 16.67 m m = 16.67 x 10 -4 cm

Cálculo de DC y otros parámetros :

DC = 13.96.v.(r S - r ).D’2/m

Se supone : v = 10 m / s = 1000 cm / s

r S = 1.2 g / cm3

Altura del ducto de entrada :

Q = 180 m3 / min = 3x10 6 cm3 / s

H =/ DC/2 entonces REPROYECTAR EL CICLON !!!

Nuevo cálculo de DC y parámetros :

Se supone : v = 7.5 m / s = 750 cm / s

Altura del ducto de entrada :

H aproximadamente igual a DC / 2

Pérdida de Carga

La pérdida de presión en un ciclón es también una perdida de carga, la cual se expresa en forma más conveniente en términos de la presión cinética en las vecindades del área de entrada del ciclón.

Estas pérdidas están asociadas a :

- Fricción en el ducto de entrada;

- Contracción / expansión en la entrada;

- Fricción en las paredes;

- Perdidas cinéticas en el ciclón;

- Perdidas en la entrada del tubo de salida;

- Perdidas de presión estática entre la entrada y la salida.

Sheferd, Lapple y Ter Linden = Consideran que las pérdidas por energía cinética son las más importantes dentro de un ciclón Siendo las únicas que deberían ser consideradas

Ro’’= Densidad del gás compuesto, que se calcula en función de la fracción en volumen de las partículas sólidas.

Ae = Área de entrada = BxH

Área de salida = (Pi *D2S )/4

BIBLIOGRAFÍA

[1]http://www.enq.ufsc.br/disci/eqa5313/separacao%20sol_liq%20%20de%20gases.htm#Dimensionamento

CHRISTIAN HUGO CALDERON ARTEAGA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA SEDE MEDELLÍN


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