Diseñar un ciclon utilizando la teoría de Leith y LichtDescripción completa
Descripción completa
depósitos a presionDescripción completa
Descripción: CALCULO APLICADO
Superficies sumergidas
TALLERDescripción completa
calculoDescripción completa
Definición: Los ciclones son colectores centrífugos en los que la entrada de aire es
tangencial al cuerpo del cilindro, de esta manera se fuerza a las partículas a dirigirse hacia las paredes, donde perderán su energía y caerán a un colector o tolva situado en la parte inferior del cuerpo.
Características de los ciclones convencionales
Dimensión Dimensión
Nomenclatura Nomenclatura Tipo Tipo de ciclón Lapple !ift
"eterson# $hit%y
&enz
Diámetro del ciclón
Dc'Dc
(.)
(.)
(.)
(.)
*ltura de entrada
a'Dc
).+
).+
).+-
).+
*ncho de entrada
%'Dc
).+
*ltura de salida
'Dc
Diámetro de salida
).)
).+
)./+ )./
).+-
).0+
Ds'Dc
).+
).+
).+
).+
*ltura parte cilindrica
h'Dc
.)
(.0+
(.---
.)
*ltura parte cónica
z'Dc
.)
.)
(.-0
.)
*ltura total del ciclón
1'Dc
2.)
-.0+
-.(0
2.)
).+
).2
).+
).+
Diámetro partículas
salida 3'Dc
).+
4actor de configuración 5
2). -(.06 -2.6
2+.2(
N7mero ca%ezas velocidad
N1
.)
.)
0.0/
.)
N
/.)
+.+
-.6
/.)
N7mero de vórtices
de
Características de los ciclones de alta eficiencia
Dimensión
Nomenclatura Tipo de ciclón tairmand !ift
8cheverri
Diámetro del ciclón
Dc'Dc
(.)
(.)
(.)
*ltura de entrada
9a:a'Dc
).+
).22
).+
*ncho de entrada
9%:%'Dc
).
).(
).
*ltura de salida
'Dc
).+
).+
)./+
Diámetro de salida
Ds'Dc
).+
).2
).+
*ltura parte cilindrica
h'Dc
(.+
(.2
(.+
*ltura parte cónica
z'Dc
.+
.+
.+
*ltura total del ciclón
1'Dc
2.)
-.6
2.)
Diámetro salida partículas
3'Dc
).-0+
).2
).-0+
4actor de configuración
5
++(.
/6./+
++.0(
N1
/.2
6.2
/.2
N
+.+
/.)
+.+
N7mero velocidad
ca%ezas
N7mero de vórtices
de
Características de los ciclones de alta capacidad
Dimensión
Nomenclatura Tipo de ciclón tairmand
!ift
Diámetro del ciclón
Dc'Dc
(.)
(.)
*ltura de entrada
a'Dc
).0+
).
*ncho de entrada
%'Dc
).-0+
).-+
*ltura de salida
'Dc
).0+
).+
Diámetro de salida
Ds'Dc
).0+
).0+
*ltura parte cilindrica
h'Dc
(.+
(.0
*ltura parte cónica
z'Dc
.+
.)
*ltura total del ciclón
1'Dc
2.)
-.0
Diámetro salida partículas
3'Dc
).-0+
).2
4actor de configuración
5
6.06
-).2
N7mero ca%ezas de velocidad N1
.)
0.6/
N7mero de vórtices
-.0
-.2
N
Eficiencia de separación: e proponen las siguientes fórmulas para calcular la
eficiencia de separación para un determinado diámetro de partícula, el diámetro de corte que representa el diámetro para el cual la eficiencia de separación es del +); y el diámetro crítico que es el diámetro de partícula a partir del cual la eficiencia de separación es del ());.
8ficiencia de separación Diámetro de corte Diámetro crítico
Diámetro que tendría una esfera del mismo volumen que la partícula. Diámetro de la partícula =mayor longitud de la misma>
Densidad del gas Densidad de las partículas
@tra alternativa para calcular la eficiencia esA
DondeA hi : 8ficiencia fraccional por intervalos de tamaBo. 5 : 4actor de configuración del ciclón. Ti : Tiempo de relaCación para cada partícula, s. : Eaudal de gas, m-'s.
Dc : Diámetro del ciclón, m. n : 8Fponente del vórtice del ciclón
8n la cualA Dc : Diámetro del ciclón, m. T : Temperatura del gas, 9. NotaA 8l cálculo de la eficiencia de separación para todo el efluente hay que hacerlo para todos los rangos de diámetros de las partículas que contiene el aire a tratar, y teniendo en cuenta el porcentaCe en masa que ocupa cada rango en el total de la masa de las partículas arrastradas por el efluente.
8ficiencia aproFimada de los distintos ciclonesA 8ficiencia de remoción =;> 4amilia de ciclones
Total partículas
de
"G()
"G.+
Eonvencionales
0) # 6)
-) # 6)
) # 2)
*lta eficiencia
) # 66
/) # 6+
) # 0)
*lta capacidad
) # 66
() # 2)
) # ()
Pérdida de carga: 8s la p?rdida de presión que se produce en un efluente gaseoso
al pasar por un separador ciclónico de%ido a la fricción con las paredes, los cam%ios de vol7men, etc... 8l cálculo total de p?rdidas es muy complicado =se incluye una ta%la con cálculos totales>, tomaremos una aproFimación considerando las p?rdidas de presión de%ido a la p?rdida de energía cin?tica. 8n concreto una estimación propuesta por hepherd y Lapple.
Densidad del gas portador, Hg'm
J"e "?rdidas en la entrada del ciclón. J"H "?rdidas de energía cin?tica. J"f "?rdidas por rozamiento en el vórtice eFterior. J"r "?rdidas de energía cin?tica de%idas al campo rotacional. J"o "?rdidas de presión en el vórtice interior y salida del ciclón. Eálculos de p?rdidas de presión para un ciclón convencional de Lapple =la p?rdida de presión depende principalmente de la familia de ciclones y de la velocidad de entrada del efluente> y distintas velocidades de entrada del efluente gaseosoA + () ((+ (/ ( )
J"e (/ -+ / 60 (2) (+6 (6) 2
J"H 6 ( -0 + 6+ (((2
J"f -0 2 (26 - --+ -( 2+/ +6/
J"r -( 0) (2 (62 06 -(6 -) 260
J"o (( / 2+ 0( () ((0 (-6 ((
Total ="a> ()2 -+ 2(0 /+ 6-6 ()0( (06 (/0)
Tiempo de relaCaciónA Tiempo necesario para que una partícula alcance la velocidad terminal de caída.
DondeA rp : Densidad de la partícula, Hg'm-. Dpi : Diámetro de la partícula, m. K :
Velocidad de saltación: La velocidad de saltación es la velocidad de entrada de aire
al ciclón a la que empieza a resuspenderse la materia particulada, produciendo una disminución en la eficiencia de captación del ciclón.
$
Consideraciones en el diseño del ciclón:
eleccionar los tipos de ciclón adecuados, dependiendo del funcionamiento o necesidades requeridas, tamaBo de partícula a limpiar, etc... @%tener un estimativo de la distri%ución de tamaBo de las partículas en la corriente gaseosa a ser tratada. Ealcular la eficiencia y la caída de presión de los ciclones para estimar cual es el que meCor se adapta a las necesidades del efluente. Ealcular el diámetro del ciclón para una velocidad de entrada que no permita la resuspensión de material y que minimice la p?rdida de carga =principal coste de funcionamiento del ciclón>, y determinar las otras dimensiones del ciclón con las relaciones esta%lecidas para las familias de ciclones con %ase en el diámetro.
8n ciertos casos los requerimientos de caudal o de distri%ución de partículas propician la necesidad de tra%Car con cilones en paralelo, para grandes efluentes, o en serie, para conseguir una mayor eficiencia en la recolección de partículas.
