Diseño de un ciclón

Presentación del curso

Los ciclones remueven el material particulado de la corriente gaseosa, basándose en el principio de impactación inercial, generado por la fuerza centrífuga. Los ciclones presentan eficiencias mayores que la cámara de sedimentación gravitacional y eficiencias menores que los filtros de talegas, lavadores y precipitadores electrostáticos. Descúbrelo todo sobre ellos.Capítulo 1:
 Introducción
El equipo de recolección de polvo que se usa con mayor frecuencia es el ciclón. Los ciclones remueven el material particulado de la corriente gaseosa, basándose en el principio de impactación inercial, generado por la fuerza centrífuga. La figura 10.1 muestra el movimiento de las partículas mayores hacia las paredes del ciclón debido a la fuerza centrífuga.
           Figura 10.1. Mecanismos de colección de partículas en un ciclón.
El ciclón es esencialmente una cámara de sedimentación en que la aceleración gravitacional se sustituye con la aceleración centrifuga.
Los ciclones constituyen uno de los medios menos costosos de recolección de polvo, tanto desde el punto de vista de operación como de la inversión. Estos son básicamente construcciones simples que nocuentan con partes móviles, lo cual facilita las operaciones de mantenimiento; pueden ser hechos de una amplia gama de materiales y pueden ser diseñados para altas temperaturas (que ascienden incluso a 1000 °C) y presiones de operación.
Los ciclones  son  adecuados  para  separar  partículas con diámetros mayores de 5 µm; aunque partículas muchos más pequeñas, en ciertos casos, pueden serseparadas.
Los ciclones presentan eficiencias mayores que la cámara de sedimentación gravitacional y eficiencias menores que los filtros de talegas, lavadores y precipitadores electrostáticos.
La fuerza centrífuga generada por los giros del gas dentro del ciclón puede ser mucho mayor que la fuerza gravitacional, ya que la fuerza centrífuga varía en magnitud dependiendo de la velocidad de giro del gas ydel radio de giro.
Teóricamente el aumento de la velocidad de entrada al ciclón implicaría un aumento de la fuerza centrífuga y por lo tanto un aumento de la eficiencia, sin embargo velocidades de entrada muy altas generan la resuspensión de material particulado de las paredes internas del ciclón, lo cual disminuye la eficiencia del ciclón; adicionalmente aumentar la velocidad de entrada implicamayor consumo de energía
Capítulo 2:
 Principio de funcionamiento
En un ciclón, la trayectoria del gas comprende un doble vórtice, en donde el gas  dibuja una espiral descendente en el lado externo y ascendente en el lado interno. Las figuras 10.2 y 10.3 ilustran dichos vórtices.
                    
Figura 10.2. Vórtices en el ciclón.
                               
Figura 10.3. Vórticesen el ciclón.
En un ciclón el gas entra en la cámara superior tangencialmente y desciende en espirales hasta el ápice de la sección cónica; luego asciende en un segundo espiral, con diámetro más pequeño, y sale por la parte superior a través de un ducto vertical centrado. Los sólidos se mueven radialmente hacia las paredes, se deslizan por las paredes, y son recogidos en la parte inferior.
Eldiseño apropiado de la sección cónica del ciclón obliga al cambio de dirección del vórtice descendente, el vórtice ascendente tiene un radio menor, lo que aumenta las velocidades tangenciales; en el cono se presenta la mayor colección de partículas, especialmente de las partículas pequeñas al reducirse el radio de giro.

Capítulo 3:
 Familias de ciclones
Los ciclones son un dispositivo decontrol de material particulado bastante estudiado, el diseño de un ciclón se basa normalmente en familias de ciclones que tienen proporciones definidas.
Las principales familias de ciclones de entrada tangencial son:
·        Ciclones de alta eficiencia.
·        Ciclones convencionales.
·        Ciclones de alta capacidad.
Los margenes de la eficiencia de remoción para los ciclones, están con...