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8/15/2019 10.-MI-CICLONES-FIQ-13

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MAQUINARIA INDUSTRIAL YSELECCIÓN DE EQUIPOS

TEMA:

CICLONES


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DESCRIPCION

Los ciclones son uno de los equipos más empledosden!"o de ls ope"ciones de sep"ci#n de p"!$culss#lids de un co""ien!e %seos& demás de pode"emple"se p" sep"" s#lidos de l$quidos' Su ()i!o sede*e en p"!e que son equipos de un %"n sencille+

es!"uc!u"l de*ido que no poseen p"!es m#,iles - que pens e)i%en mn!enimien!o'Además des!c el .ec.o de que& l .ce" uso de /ue"+scen!"$/u%s en ,e+ de %",i!!o"is& l ,elocidd desedimen!ci#n de ls p"!$culs se inc"emen! en %"nmedid .ci(ndose más e/ec!i, l sep"ci#n'


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Un ciclón es!á compues!o *ásicmen!e po" uncilind"o ,e"!icl con /ondo c#nico& do!do deun en!"d !n%encil no"mlmen!e

"ec!n%ul"'L co""ien!e %seos c"%d con ls p"!$culss#lids se in!"oduce !n%encilmen!e en el"ecipien!e cil$nd"ico ,elociddes dep"o)imdmen!e 01m2s& sliendo el %s limpio !",(s de un *e"!u" cen!"l si!ud en lp"!e supe"io"'Po" !n!o& el modelo de /lu3o se%uido po" el %sden!"o de los ciclones es el de un do*le ,#"!ice'P"ime"o el %s "eli+ un espi"l .ci *3o -po" l +on e)!e"io"& p" despu(s scende" po"

l +on in!e"io" desc"i*iendo i%ulmen!e un.(lice'Ls p"!$culs de pol,o& de*ido su ine"ci&!ienden mo,e"se .ci l pe"i/e"i del equipole3ándose de l en!"d del %s - "eco%i(ndoseen un colec!o" si!udo en l *se c#nic'


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TIPOS

Los ciclones convencionales se

pueden encontrar en una gran

variedad de tamaños y la entrada al

equipo puede ser bien rectangular o

circular.

Una forma de clasificar los distintos

tipos se puede efectuar atendiendoa la manera en que se produce la

carga y la descarga del equipo y

otro modo sería en función de su

eficacia:El principio de funcionamiento en el

cual se basan estos tipos de

ciclones es muy similar

(a)- entrada tangencial y descarga axial

(b)- entrada tangencial y descarga periférica

(c)- entrada y descarga axiales

(d)- entrada axial y descarga periférica

http://www.diquima.upm.es/Investigacion/proyectos/chevic/catalogo/CICLONES/Tipo6.htmhttp://www.diquima.upm.es/Investigacion/proyectos/chevic/catalogo/CICLONES/Tipo6.htm


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(a)Los ciclones de entrada tangencial y descarga axial representanel ciclón tradicional y, aunque se pueden construir con dimetros

ms grandes, lo ms frecuente es que !stos se encuentren entre

los "## y los $%& mm.

(b)En los ciclones con entrada tangencial y descarga periférica, elgas sufre un retroceso en el interior del equipo al igual que ocurre

en un ciclón convencional. 'in embargo, presenta el inconveniente

de que el polvo no es eliminado en su totalidad de la corriente

gaseosa, aunque sí se produce una concentración del mismo.

(c)En los ciclones con entrada y descarga axial la diferenciafundamental se encuentra en que los dimetros son de menores

dimensiones (entre & y #& mm), con lo que gracias a esta

característica su eficiencia es mayor aunque su capacidad es

menor.

(d)*or otra parte, los ciclones de entrada axial y salida periférica proporcionan un flu+o directo que es muy adecuado para

conectarlos a fuentes de gran volumen, donde los cambios en la

dirección del gas podrían ser un inconveniente.


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tra posible clasificación de los ciclones se puede

reali-ar en función de su eficacia.

La eficacia de un ciclón est determinada en gran

medida por su tamaño. 'e a comprobado que losciclones de menor dimetro son los que proporcionan

me+ores eficacias en la separación de partículas.

/simismo se observa que la altura total del equipo

tambi!n afecta a la eficacia, aumentando !sta con laaltura.

'eg0n este criterio se consideran los siguientes tipos1

muy eficientes ($2 3 $$4)

moderadamente eficientes (5#3 2#4)de ba+a eficiencia ()

E6isten tambi!n los denominados hidrociclones que se

encargan de separar las partículas sólidas de líquidos.


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!"#IO"$%I&"TO

El gas se mueve en el interior del ciclón con una trayectoria de doble

!lice. 7nicialmente reali-a una espiral acia aba+o, acercndose

gradualmente a la parte central del separador, y a continuación se

eleva y lo abandona a trav!s de una salida central situada en la parte

superior de+ando atrs las partículas.

Una ve- que el gas penetra tangencialmente en el equipo se

distinguen dos 'onas de características distintas de movimiento1

3 en la -ona pró6ima a la entrada del gas y en aquella ms e6teriordel cilindro predomina la velocidad tangencial, la velocidad radial

es centrípeta y la a6ial de sentido descendente. La presión es

relativamente alta.

3 en la -ona ms interior del cilindro, correspondiente al n0cleo delciclón y con un dimetro apro6imadamente igual a #,8 veces el del

conducto de salida del gas, el flu+o es altamente turbulento y la

presión ba+a. 'e da el predominio de la velocidad a6ial con sentido

ascendente.


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E6iste una órbita de dimetro #,8:e (siendo :e el

dimetro del cilindro conc!ntrico de salida de los

gases), conocida como cilindro ideal de Stairand, que separa la -ona en la cual las partículas van a ser

capturadas de aquella en la que los sólidos escapan

+unto con el gas.

'i la partícula sigue una trayectoria cuya órbita se

encuentra dentro del cilindro de 'tairmand y con una

componente a6ial ascendente, la partícula abandonar

el ciclón sin ser retenida. 'i en caso contrario la órbita

es e6terior a este dimetro #,8:e, entonces lacomponente a6ial ser descendente y la partícula

acabar depositndose en el fondo del ciclón.


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En cuanto a la eficacia, los

ciclones son equipos muy

eficaces. 'in embargo se observa

que partículas de tamaño menor

que el mínimo calculado son

capturadas mientras que otras de

mayor tamaño salen con el gas.;ay otros factores que interfieren

en la captura de las partículas,

como colisiones entre las

partículas y turbulencias que

pueden afectar a la eficacia del

ciclón. /sí se tiene una curva con

distintos valores de eficacia para

cada dimetro


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'on capaces de soportar condiciones de operación e6tremas,

de esta forma las temperaturas pueden alcan-ar los %###


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Estas apro6imaciones establecen ciertas suposiciones relativas al

modelo de flu+o del gas y a la trayectoria seguida por las partículas

en el interior del ciclón.

:e esta manera surge la siguiente ecuación, conocida comoec*acin de /osin-/aler , que es bastante e6acta para la

estimación de la eficacia de los ciclones. En ella se supone que la

corriente de gas reali-a un determinado n0mero de vueltas a una

velocidad constante e igual a la de la entrada de la corriente

gaseosa en el ciclón, sin considerar turbulencias ni efectos de

me-clado'La eficiencia se define a partir del dietro de corte que equivale

a aquel dimetro para el que la curva de eficiencia tiene un valor del

. Este valor constituye una medida del tamaño de las partículas

capturadas.


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*or otro lado, la pérdida de carga se puede

representar por la siguiente ecuación1

2 es un parmetro cuyo valor suele ser normalmente igual a 2.

La velocidad típica en la admisión de un ciclón suele

ser de %&3# m@s. Esta velocidad se establece por

motivos de p!rdida de carga, para vencer la p!rdida de

carga e6istente se recurre a un ventilador o soplante.

E6isten dos posibilidades de colocación del ventilador1bien en impulsión o bien en aspiración, colocndolo

antes del ciclón en la primera opción o bien tras el

ciclón en la segunda opción.


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Lo normal es que las dimensiones de un ciclón guarden

unas determinadas relaciones entre sí como muestra la

figura siguiente1

3c45c67

5e45c68

9c45c68

+c485c

Sc45c6

;c485c


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$P+I#$#IO"&S

En general sus aplicaciones son muy parecidas a las de los

filtros de angas.

Los ciclones se pueden emplear tambi!n como equipos de

limpie-a previos a los filtros de mangas y cuentan con la

venta+a de que pueden ser diseñados para tratar con un

rango de condiciones químicas y físicas ms amplio que

cualquier otro equipo de captación de partículas.Los ciclones se pueden disponer bien en serie, buscando

una me+or separación de los sólidos, o bien en paralelo si

se a de acer frente a grandes caudales.

'e suelen emplear para el control de la containacindel aire de determinadas fuentes, tales como plantas

generadoras de electricidad a partir de combustibles fósiles,

en ornos de tostación, refinerías petrolíferas, molinos de

pasta de papel e incineradores.


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El siguiente esquema muestra una instalación para separar

partículas de distintos tamaños y seleccionar aquel tamaño que

interesa y que cumple las especificaciones requeridas1


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