Cámaras de sedimentación

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 de lanaturaleza 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:

Esta expresión representa la segunda ley deNewton, 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

Véase que D representa el diámetro de partícula; en contaminantes atmosféricos o partículas generadas por algún procesoindustrial, 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 con volumen igual al de la partícula. El planteamiento de las ecuaciones aquí desarrolladas está basado en el segundocriterio. 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 partícula se mantiene constante; a esta velocidad se la denomina velocidad límite o de asentamiento gravitacional. Para el conjunto defuerzas balanceadas, la velocidad límite es:

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 lo que la ecuación anterior se puede dejar de la siguiente manera:

La velocidad límite es un parámetro muy importante a considerar en el diseño de los equipos de sedimentación porgravedad. 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: Las cámaras 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 dela 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 sedimentar a las partículas por acción gravitatoria, existen además otros modelos constructivos como la cámara de Howard. La eficiencia de colección de las cámaras de sedimentación varía en función del tamaño de partícula y...