Separacion De Solidos Contenidos En Gases

Separación de sólidos contenidos en gases; ciclones

La mayor parte de los separadores centrífugos para separar partículas de corrientes gaseosas carecen de partes móviles. El dispositivo típico es el separador de ciclón que. se representa en la figura. Consiste en un cilindro vertical con un fondo cónico, una entrada tangencial cerca de la parte superior y una salida para el polvo situada en el fondo del cono. La entrada por lo general es rectangular. La tubería de conducción de salida se extiende dentro del cilindro para evitar que se forme un cortocircuito de aire desde la entrada hasta la salida. El aire cargado de polvo recorre un camino en espiral alrededor y hacia abajo del cuerpo cilíndrico del ciclón. La fuerza centrífuga desarrollada en el vórtice tiende a desplazar radialmente las partículas hacia la pared, de forma que aquellas que alcanzan la pared se deslizan hacia abajo dentro del cono y se recogen.

El ciclón es en esencia un dispositivo de sedimentación en el que una fuerza centrífuga intensa, que actúa radial- mente, es la que se utiliza en lugar de una fuerza gravitacional relativamente débil dirigida de forma vertical. La fuerza centrífuga Fe correspondiente al radio r es igual a mµ2an/r.; donde m es la masa de la partícula y µan es su velocidad tangencial. La relación entre la fuerza centrífuga y la fuerza de gravedad es

Para un ciclón de 1ft (0.3 m) de diámetro con una velocidad tangencial de 50 ft/s (15 mis) cerca de la pared, la relación FJ F, que recibe el nombre defactor de separación, es 2 5001 (0.5 x 32.2) =155. Un ciclón de gran diámetro tiene un factor de separación mucho menor para la misma velocidad, y velocidades superiores de 50 a 70 ft/s (15 a 20 mis) no se pueden utilizar con frecuencia en la práctica debido a la elevada caída de presión y al aumento de la abrasión. Los ciclones de diámetro pequeño pueden tener factores de sepa- ración tan elevados como 2 500.30<1

Para tratar grandes flujos de gases se pueden acoplar numerosos ciclones de pequeño diámetro en una sola cámara con cabezal es comunes para la alimentación y los gases de salida, así como un solo colector de polvo. Las partículas de polvo que entran en el ciclón son aceleradas radialmente, pero la fuerza que actúa sobre una partícula no es constante debido a la variación de r y también a que la velocidad tangencial en el vórtice varía con r y con la distancia por debajo de la entrada.

El cálculo de las trayectorias de las partículas es difícil por lo que la eficiencia de un ciclón se predice ordinariamente a partir de correlaciones empíricas. Datos típicos para ciclones comerciales se presentan en la figura que muestra los fuertes efectos del tamaño de las partículas y del diámetro del ciclón sobre la eficiencia de recolección. Los tres ciclones son de proporciones similares, con diámetros del orden de 14,32 y 72 in. (0.36, 0.81 y 1.83 m), y la menor eficiencia de

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