Diseño de ciclones convencionales

(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 = 3×10 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