cámara de sediemtacion

Cámaras de Sedimentación

Cámaras de sedimentación por gravedad.
Partículas de interés industrial:
En general, las partículas arrastradas por corrientes gaseosas varían en su tamaño desde
0,001 a 500 micrones. Las partículas con un tamaño inferior a 0,1 µm están sujetas a
movimientos de naturaleza aleatoria ocasionados por colisiones con las moléculas del
gas que las arrastra. Lascomprendidas entre 1-20 µm tienden a seguir el movimiento
del gas y solo las superiores al 20 µm tienen velocidades de asentamiento por acción
gravitatoria significativas. Desde un punto de vista pragmático podemos establecer una
distinción entre polvo, que asienta con rapidez debido a su elevada velocidad de
sedimentación, y las partículas suspendibles, que sedimentan con tanta lentitud que
puedeconsiderarse que permanecerán en una corriente gaseosa por tiempo indefinido.
En base a este criterio, las partículas que interesan en métodos de colección que utilizan
la fuerza gravitatoria como principio de funcionamiento para la separación de polvos
son las comprendidas entre 20-50 µm y mayores.
El dimensionado de un equipo que permita este fin está estrechamente ligado al
conocimiento dela naturaleza del movimiento de una partícula que se mueve en el seno
de un fluido. El modelo aceptado es el propuesto por Stokes o ley de Stokes.
Principio físico de funcionamiento:
Ley de Stokes:
Para una partícula que se mueve en un fluido, considerando únicamente la componente
vertical del movimiento, el conjunto de fuerzas que actúan sobre la misma es:

ߨ
ߨ
݉ ൉ ܽ ൌ ߩ௣௔௥௧ ൉ ቀ ቁ ൉ ‫ܦ‬ଷ൉ ݃ െ ߩ௙௟௨௜ௗ௢ ൉ ቀ ቁ ൉ ‫ܦ‬ଷ ൉ ݃ െ ‫ܨ‬௥
6
6
Esta expresión representa la segunda ley de Newton, donde las fuerzas que actúan sobre
la partícula son las de flotación, peso y la de rozamiento. La expresión para esta última
fue deducida por Stokes y tiene la siguiente forma:

Operaciones Básicas con Sólidos y Fluidos

Adriel Sosa Marco

Cámaras de Sedimentación
‫ܨ‬௥ ൌ 3 ൉ ߨ ൉ ߤ ൉ ‫ ܦ‬൉ ‫ݒ‬Véase que D representa el diámetro de partícula; en contaminantes atmosféricos o
partículas generadas por algún proceso industrial, asumir que estas son totalmente
esféricas conduce sistemáticamente a errores. En realidad, D puede definirse como el
diámetro equivalente al de una esfera de área superficial igual al de la partícula en
consideración o como el diámetro equivalente a una esfera convolumen igual al de la
partícula. El planteamiento de las ecuaciones aquí desarrolladas está basado en el
segundo criterio.
Como se observa, esta fuerza de rozamiento aumenta conforme lo hace la velocidad de
la partícula, siguiendo pues un movimiento acelerado hasta que se alcanza una
velocidad tal que las fuerzas que actúan sobre la partícula se ven compensadas y la
rapidez de la partículase mantiene constante; a esta velocidad se la denomina velocidad
límite o de asentamiento gravitacional. Para el conjunto de fuerzas balanceadas, la
velocidad límite es:
‫ݒ‬௧ ൌ

݃ ൉ ‫ܦ‬ଶ ൉ ሺߩ௣௔௥௧ െ ߩ௙௟௨௜ௗ௢ ሻ
18 ൉ ߤ

Generalmente, se dará en los casos de aplicación prácticos, que el peso específico del
gas en el que se mueve una partícula es despreciable frente al de la partícula por loque
la ecuación anterior se puede dejar de la siguiente manera:
݃ ൉ ‫ܦ‬ଶ ൉ ߩ௣௔௥௧
‫ݒ‬௧ ൌ
18 ൉ ߤ
La velocidad límite es un parámetro muy importante a considerar en el diseño de los
equipos de sedimentación por gravedad. Éste va a servir como criterio fundamental en
el dimensionado tanto de la longitud como de la altura del equipo.
Descripción y fundamentos de operación del equipo:
Lascámaras de sedimentación forman parte del grupo de los llamados equipos de
pretratamiento ya que, de forma general, suelen ser empleados para reducir la carga
inicial de partículas de una corriente gaseosa eliminando de la misma las partículas de
mayor tamaño así como las abrasivas. Aunque en general el modelo estructural de estos
dispositivos consiste en una amplia cámara donde se permite...