Filtros

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CALCULO Y DISEÑO FLUIDODINÁMICO DE UN FILTRO DE MANGAS (TIPO PULSE JET) PARA PARTÍCULAS MINERALES DE ORIGEN INDUSTRIAL Ing. Germán Peralta Castillo 8.1 DISEÑO DEL FILTRO 8.1.1 Datos de Entrada Caudal requerido = 1.52 m3/sg Concentración = 1.143 g/m3 Temperatura del gas = 60 oC Diámetro de partícula = 11mm Tipo de polvo = cemento 8.1.2 Calculo de Velocidad de Filtración Aplicando ecuación defabricantes A = 10 (tipo de polvo, tabla 5.4) B = 0.9 (aplicación, tabla 5.4) T = 140 oF C = 0.5 g/ft3 (1lb = 7000 granos) d = 11 mm Vf = (2.878)(10)(0.9)(140-0.2335)(0.5-0.060) Vf = 8.11ft/min = 2.5 m/min

8.1.3 Calculo del Área Neta de Filtración An = 36.893 m2 8.1.4 Selección del Tipo de Tela y Dimensión de la Manga Característica de operación · temperatura de operación = 60 C · temperatura derocío = 26 C Característica cemento · alcalino · abrasivo De tabla 5.6 se selecciona DACRÓN O POLYESTER · opera a 250 °F · tiene un buen comportamiento para materiales ácidos · muy bueno para material abrasivo Dimensión de manga Se selecciona una manga de · D = 114.3 mm (4.5 in) · L = 1524 mm (60 in) Cálculo el Número de Mangas

Amanga = pDL = p (114.3)(1524) Amanga = 547244 mm2 = 0.5472 m2 Nmangas= 68 mangas 8.1.5 Caída de Presión Estimada El rango de caída de presión típico está entre 2 y 10 in de H2O. Se desea un Dp = 4 in de H2O 8.1.6 Parámetros de Operación · Tiempo de filtración = 60 s (asumido) · Tiempo de limpieza = 250 ms (seleccionado) · Presión de pulso = 551.6 Pa (80 psi, seleccionado de acuerdo al tipo de válvula solenoide que se va a usar) 8.1.7 Cálculo de la Caída de Presiónen Función del Tiempo de Filtración DP = (PE) Dw + KS Vf2Ct (PE) Dw = 6.08 (8.11)(80) -0.65 = 2.86 rango de KS (1.2 - 30 o 40 in H2O.ft.min/lb) asumir = 7 (1lb = 7000 granos) DP = 2.86 + [7(8.11)2(0.5/7000)1] DP = 2.893 in H2O = 727 Pa 8.1.8 Calculo de la Potencia del Ventilador Adecuado Características · Ventilador de succión · Tipo centrífugo · Aletas curvadas hacia atrás (de alta eficiencia; h= 0.7) · Opera en zona de aire limpio (no sufre abrasión) 8.1.9 Análisis del Arreglo de Mangas El arreglo se selecciona en función del número de mangas que son limpiadas por cada válvula durante el pulso de aire

8.2 DESARROLLO EXPERIMENTAL 8.2.1 Alcance que lleva la Construcción del Prototipo · La prueba de filtración, es decir la obtención de Ke y Ks · Eficiencia de colección global ·Eficiencia de recolección promedio en tolva para un tiempo de operación determinado · Tiempo de operación del ciclo de filtrado y limpieza · Comprobación visual del comportamiento de las partículas durante la operación del filtro. 8.2.2 Características del Prototipo · Material de manga: poliéster (fieltro) · Dimensiones de manga: D = 114.3 mm L = 1524 mm · El caudal requerido en prototipo q = 0.02235m3/sg (47.4 cfm) · Sistema de limpieza válvula solenoide de ½ in presión de pulso: 80 psi · Manejado por computadora a través de control electrónico que regula tiempo de limpieza y tiempo de filtración

8.3 DATOS Y RESULTADOS OBTENIDOS EN LA PRUEBA EXPERIMENTAL 8.3.1 Obtención del Caudal por Ventilador N° de Tomas Velocidad (fpm) 1 680 2 700 3 720 4 680 5 600 PROMEDIO = 676 fpm = 206.098 m/minAREA = 8659.04 ft2 = 0.00866 m2 CAUDAL = 63 ft3/min = 0.0298 m3/s

qp = 50 cfm real= 1.42 m3/min real 8.3.2 Obtención de Concentración de Entrada: CONCENTRACIÓN: Es la razón del flujo másico de polvo para el caudal de aire que ingresa t operación (min) Masa m (g) Masa T (g) Masa p (g) 10 3 14.3 11.30 10 3 14.35 11.35 10 3 14.42 11.42 10 3 14.48 11.48 PROMEDIO = 11.4 C = 1.14/1.42 = 0.8 g/m3= 0.35gr/ft3 8.3.3 Prueba de Filtración: Obtención de Ke Y Ks Tiempo filtración (min) Caída presión (Pa) Sist. Int. Densidad (W) Arrastre (S) 0 74.652 0 29.55 5 109.490 10.05 43.35 10 134.374 20.10 53.20 15 149.304 30.15 59.11 20 164.234 40.20 65.02 25 199.072 50.25 78.81 30 204.049 60.30 80.78 Gráfico de Formación del Pastel

De acuerdo al gráfico se obtiene Ke = 35 N-min/m3

Ks = 0.784...
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