diseño de ciclones convencionales

DISC DISEO DE CICLONES CONVENCIONALES Seccin: C3C-01

Revisin 04

Noviembre 2013

Alejandro Huapaya Snchez 1

CONTENIDO

1. Ciclones convencionales

2. Eficiencia de captacin 3. Dimensionamiento 4. Prdida de Carga

5. Bibliografa

Ciclones convencionales

Con las relaciones geomtricas

Cuando un gas entra en un cicln su velocidad sufre una distribucin, de modo que la componente tangencial de velocidad aumenta con la disminucin del radio segn una ley de la forma:

Y la aceleracin radial es

Eficiencia de captacin

Diversos autores investigaron la duracin terica del movimiento de las partculas en el cicln y estimaron un desempeo terico del equipo.

Varias expresiones tericas y semi empricas han sido propuestas para prever la eficiencia de captacin de un cicln, pero existen otros mtodos experimentales de mayor confianza

= Eficiencia de seleccin

D = Dimetro de corte de para el tamao de partcula en el que la eficiencia es del 50% en el cicln considerado.

En la prctica lo que se especifica en un proyecto es la eficiencia de separacin deseada para partculas de un determinado tamao.


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Relacin emprica de Rossin, Rammler e Intelmann :

B = Largo del ducto de entrada al cicln; N = Nmero de vueltas dadas por el gas en el interior del cicln (igual a 5); v = velocidad de entrada del gas al cicln basada en un rea B.H (se recomienda-se usar 15 m/s); = viscosidad del gas;

= Densidad del gas;

s = Densidad del slido.

Dimensionamento

De la ecuacin 01 tenemos:

para N = 5

Clculos:

Despus de establecido el porcentaje de captacin para las partculas de tamao D especificado en la curva de eficiencia, se halla el valor D/D.

- Se Calcula D;

- Se Calcula- DC (Ecuacin 02);

- Se especifican las dems dimensiones:

- Para una altura de entrada:

Q = Caudal de entrada

v = velocidad admitida.

Si entonces SE REPROYECTA EL CICLN!!!


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Ejemplo: Una corriente de aire a 50C y 1 atm arrastra partculas slidas de S = 1.2 g/cm3 con un caudal

de 180 m3/min. Se desea proyectar un cicln para clasificar partculas de 50m en suspensin, para una eficiencia de captacin del 87% la relacin D/D es 3

Solucin:

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

s = 1.2 g / cm3

Respecto al medio impulsor (aire), tenemos:

P = 1 atm; PM = 28.8 gr/mol; R = 0.082 atm Lt/ mol K; T = 323.15 K

= 0.0196 x 10-2 p = 1.96 x 10-4 g/cm.s

Clculo de DC:

Supongamos: v = 10 m /s = 1000 cm /s

( )

( )( )( )

Evaluando altura del ducto de entrada: Q = 180 m3 / min. = 3 x 106 cm3 / s

B = DC / 4 = 237.29 / 4 = 59.32, y DC / 2 = 118.65

Como entonces REPROYECTAR EL CICLON!!!

Realizando nuevos clculos, hallando un error = [(DC/2) H] / (DC/2)

v DC DC/2 B H Error

1000 237.29 118.65 59.32 50.57 0.574

700 166.11 83.05 41.53 103.20 -0.243

750 177.97 88.99 44.49 89.90 -0.010

752 178.45 89.22 44.61 89.42 -0.002

En consecuencia, las dimensiones del cicln sern:

DC= 178.45; LC = ZC = 356.89; H = DS = 89.22; B = J = 44.61;


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Prdida de Carga

La prdida de presin en un cicln es tambin una perdida de carga, la cual se expresa en forma ms conveniente en trminos de la presin cintica en las vecindades del rea de entrada del cicln.

Estas prdidas estn asociadas a:

Friccin en el ducto de entrada;

Contraccin / expansin en la entrada;

Friccin en las paredes;

Perdidas cinticas en el cicln;

Perdidas en la entrada del tubo de salida;

Perdidas de presin esttica entre la entrada y la salida.

Sheferd, Lapple y Ter Linden = Consideran que las prdidas por energa cintica son las ms importantes dentro de un cicln Siendo las nicas que deberan ser consideradas

( )

Ro= Densidad del gas compuesto, que se calcula en funcin de la fraccin en volumen de las partculas slidas.

( )

(

)

. = rea de entrada = B x H

rea de salida =

( ) (

)

( )

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