Problemas - Ciclones

PROBLEMAS PROPUESTOS DE MECANICA DE PARTICULAS

PROBLEMA 1 Determinar la velocidad del aire necesario para !e comience a "ormarse el lec#o "l!idi$ado de part%c!las de &el de s%lice ' al(mina &ran!lada en las si&!ientes condiciones) Temperat!ra del aire 1** o C+ densidad del &el ,aparente- . /0 2&3m 4 di5metro de las part%c!las 167mm6 8C!5l ser5 la resistencia #idr5!lica si la alt!ra del lec#o inm9vil es de :**mm; Datos: T=100°C ρ=1100Kg/m 3 ρrelleno=968Kg/m3

D=1.2mm Ho=400mm μ=0.021710!3 Sol!ci9n)

"a $ens%$a$ $el a%re es: ρ=1.293

273 273 + 100

  =0.9464Kg/m 3

&or 'ons%g(%ente) * a%re=μm=2)1710!+ Kg/m.s ,r=$-3ρmgρ = 1.210!3-30)94649.811 1.210!3-30)94649.811100 100 *m-2 2)1710!+-2 Ar.4<:46::10.4+<:=1*>: Del gra%'o $el le'o "=0.9 •

Hallamos la velocidad del aire

√ eem5laamos 'r=

'r=

3

 Lycr∗ μm∗ ρ∗g 2

 ρm

√ 3

−5

0.9∗2.17 ∗10 ∗1100∗ 9.8 0.9464

2

'r=0.6171m/s •

Hallamos la resistência hidráulica

&)=ρ!ρmg1!oo...1 Hallamos la 5oros%$a$e $el le'o %nmo%l o=1! o=1!

  ρrell  ρ 968 1100

  =0.12

eem5laamos $atos en 1

&)=1100!0.9464Kg/m39.8m/s21!0.120.4m &)=3791.29+3;/m2 PROBLEMA 7 Determinar el ma'or di5metro de las part%c!las &ran!ladas de car?9n !e empie$an a pasar al estado "l!idi$ado en el aire+ siendo la velocidad de este en el aparato i&!al a *+7m3s6 La temperat!ra es de 1* oC6 Determinar tam?i@n la concentraci9n vol!m@trica de las part%c!las si la velocidad del aire a!menta #asta *+:m3s6 La densidad del car?9n ,aparente- .00* 2&3m4 Sol!ci9n) T=180°C ρ=660Kg/m3

'r1=0.2m/s 'r2=0.4m/s μ=0.024910!3 Determinamos L'cr ) "a $ens%$a$ $el a%re es: 273

ρ=1.293

273 + 180

3

Wcr ¿ ρm "'r=  μm ∗g∗ ρ

  =0.7792Kg/m3

2

3

"'r=

/ ¿( ∗

/

3 2

)

0.2 m s 0.7792  Kg m −5 2.5 10 9.8 m s 2 660 Kg

∗

"'r=310 !2 Del gr<%'o ,r=1.8104 Hallamos el $%
/ ∗

3

/m

$=

√ 3

2

Ar∗ μm  ρ∗ ρm∗g −5

$=

2.49∗10 ¿ ¿ ¿2 4

1.8∗10 ∗¿ ¿ 3

√ ¿ $=1.303mm

PROBLEMA 4 Calc!lar el cons!mo especi"ico de vapor sat!rado seco al evaporador+ el a&!a a presi9n atmos"@rica ,Pa?s . 1atm- ' ?ao !n vac%o de *+at6 En am?os casos la presi9n del vapor calentador es Pas?6 . 7at6 El a&!a se s!ministra para ser vapori$ada) a- A la temperat!ra de 1 oC ?- Calentada #asta la temperat!ra de e?!llici9n Sol!ci9n) e sa>e ?(e

PROBLEMA : La capacidad de !n evaporador respecto a la sol!ci9n inicial es de 70* 2&3#6 La concentraci9n de la sol!ci9n inicial es de * &r3l de 7O6 La concentraci9n de la sol!ci9n desp!@s de vapori$arla es de 7/ &r por 1 litro de sol!ci9n6 La densidad de sol!ci9n concentrada es de 11/ 2&3m>46 Determinar la capacidad del aparato respecto a la sol!ci9n concentrada6 Sol!ci9n)

Datos =26+0 Kg/ @ H2A=1000 gr/l e nota ?(e $e +0 gr/l $e H2A se t%ene: +0g $e H2A  1000g $e ag(a) enton'es B1=

+0 gr =0.04761 1000  +0 gr 

B2=

29+ gr =0.2481 1189 g/"1 "

Tam>%n se sa>e ?(e: E%nB%n=E%nB%n E%n=26+0 0.04761=+08)+308 Kg/ 0.2481 E%n=+08)+308Kg/

Ciclones

1Cal'(lar las $%mens%ones  la res%sten'%a %$ra(l%'a $e (n '%'lon 5ara se5arar  5art%'(las $e mater%al se'o a 5ar%tr $e a%re ?(e sale $e (n se'a$or 5(ler%a$or g(%an$ose $ 5or los s%g(%entes $atos: Fl tamaGo m%n%mo $e las 5art%'(las es $e 80*m)el gasto $e a%re es $e 2000 Kg/  s( tem5erat(ra es $e 100°C ol('%on: &ara 'a5tar 5art%'(las '(o tamaGo es $e 80(m eleg%mos (n '%'lon t%5o H! Toman$o I&/$ gas=740 allamos el $%ametro $el '%'lon D=  JJJJJJ -0.+   0.78+$gaso Hallamos la elo'%$a$ 'onen'%onal $el gas en la 5arte '%l%n$r%'a $el '%'lon I&J =Fo'-2 $on$e Fo=160 5or el t%5o $e '%'lon @ gas 2 '=7402-0.+=3.04 m/s  160  $ens%$a$ $el a%re=$ gas=1.29273=0.9+ Kg/m-3 373 D= 2000/3600 JJ -0.+=0.49+=0.+ m 0.9+0.78+3.04  I&'=Fo@gas'-2=1600.9+3.04-2=703 &a=72 mmHg 2 2

2 n '%'lon $e 0.6 m $e $%ametro  $e 1.+ m $e long%t($ t%ene (na entra$a '%r'(lar $e 9+ mm $e $%ametro  (na sal%$a $el m%smo tamaGo. % el gas entra a 1.8 m/s. &ara ?(e tamaGo $e $%ametro se ee't(ara el 'orte teor%'o. %s'os%$a$ $el a%re=0.018 m;s/m-2 Dens%$a$ $el a%re=1.3 Kg/m-3 Dens%$a$ $e las 5art%'(las=2700 Kg/m-3 ol('%on: Ten%en$o en '(enta las s%g(%entes orm(las *o=$-2g@s   18* *o =0.2,1-2$o@g   LM$1E ,%=area $e la se''%on trasersal en la entra$a $el gas L/40.09+-2=7.08810!3 $o=$%ametro $e la sal%$a $el gas=0.09+ m @=$ens%$a$ $el gas=1.3 Kg/m-3 M=alt(ra $el se5ara$or=1.+ m $t=$%ametro $el se5ara$or=0.6 m E=elo'%$a$ $el l(No $e masa $el gas=1.87.0810!31.3=0.0166 Kg/s *o =0.27.0810!30.09+1.39.81   L1.+0.60.0166 *o =0.0366 m/s san$o la le $e stoOes D=*o 18*-0.+  g@s!@  $=2.116410!+ m 02.12 (m 3la e%'%en'%a $e 'a5ta'%on $e (n '%'lon es $el +0P 5ara los tamaGos entre 0!3 (m) $el 70P 5ara la gama $e tamaGos $e 3!6 (m  $el 80+ 5ara las 5art%'(las s(5er%or a 6 (m. Cal'(lese la e%'a'%a $e 'a5ta'%on 5ara el s%g(%ente 5olo D%str%>('%on en 5eso 60P 0 Q 3 (m 30P 3 Q 6 (m 10P s(5er%or 6(m sol('%on: 3

3 !6

R6

&ara el 'ole'tor tamaGo (m F%'a'%a

+0

70

80

&ara el 5olo 5eso P

60

30

10

Sase 100 Kg $e 5olo  5eso a la entra$a Kg

60

30

10

&eso reten%$o

30

21

8

&eso total

+9 Kg

F%'%en'%a glo>al = +9/100100=+9 P