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Avances en Ciencias e Ingeniería - ISSN: 0718-8706
Av. cien. ing.: 3(3), 103-118 (Julio/Septiembre, 2012)

Petit et al.

INFLUENCIA DE LA LONGITUD DEL CONO DE UN CICLÓN SOBRE LAS
VARIABLES DE FLUJO
INFLUENCE OF THE CYCLONE CONE LENGTH ON FLOW VARIABLES
Horacio A. Petit1, Leonel O. Pico2, Mirta R. Barbosa1

Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires, Facultad deIngeniería, (1) Departamento de
Ingeniería Química, (2) Departamento de Ingeniería Electromecánica, Av. Del Valle 5737, Olavarría - Argentina
(e-mail: lpico@fio.unicen.edu.ar; mbarbosa@fio.unicen.edu.ar)

Recibido: 16/03/2011 - Evaluado: 05/05/2011 - Aceptado: 26/07/2011

RESUMEN
Los ciclones son separadores gas-polvo ampliamente empleados en la industria. Su eficiencia depende de lasvariables geométricas de diseño y de las condiciones de operación. En este trabajo se estudia el efecto de la
longitud de la parte cónica sobre la eficiencia de recolección de polvo. Se realiza la simulación del flujo
turbulento presente en los ciclones para analizar la distribución de velocidades tangenciales y determinar la
caída de presión. Se utiliza el modelo LES (Large Eddy Simulation) y seaplican las técnicas de fluidodinámica
computacional (CFD: Computacional Fluid Dynamics). Empleando el modelo del número de vórtices para
determinar la eficiencia fraccional, se pudo establecer que los ciclones con mayor largo de cono presentan mejor
eficiencia de separación y menor caída de presión. Esto ocurre para cualquier diámetro de partícula y en todo el
rango de temperaturas estudiado,siendo la influencia del largo del cono mayor para las menores temperaturas.
ABSTRACT
Cyclones are gas-dust separators widely used in the industry. Its efficiency depends on the geometric design
and operating variables. In this paper, the effect of the conical part length on the efficiency of dust collection is
studied. The simulation of turbulent flow in cyclones is carried out to analyze thedistribution of tangential
velocities and to determine the pressure drop. LES model (Large Eddy Simulation) and techniques of
computational fluid dynamics (CFD: Computational Fluid Dynamics) are applied. Mixed-flow model was used to
determine fractional efficiency. It was observed that cyclones with longer cone have better separation efficiency
and lower pressure drop. This fact occurs for anyparticle diameter and in the entire temperature range studied.
For lower temperatures, the influence of the cone length on the efficiency is higher.
Palabras clave: ciclón; fluidodinámica computacional; modelos de eficiencia; modelos de turbulencia
Keywords: cyclone; computational fluid dynamics; efficiency models; turbulence models

http://www.exeedu.com/publishing.cl/av_cienc_ing/

103Avances en Ciencias e Ingeniería - ISSN: 0718-8706
Av. cien. ing.: 3(3), 103-118 (Julio/Septiembre, 2012)

Petit et al.

INTRODUCCIÓN
Los separadores ciclónicos son ampliamente empleados en la purificación de gases y recuperación de polvo en la
industria (Hoffmann & Stein, 2008; Safikhani et al., 2010). Es posible establecer una diferencia en el tipo de
ciclón utilizado para cada uno delos objetivos mencionados. En el proceso de purificación de aire se utilizan los
llamados ciclones convencionales mientras que para la obtención de material con tamaño de partícula específico
son más indicados los de alta eficiencia. Estos últimos están diseñados para alcanzar mayor remoción de las
partículas pequeñas. Teniendo en cuenta las proporciones de los ciclones, se los clasifica enciclones
convencionales, de alta eficiencia y de alta capacidad. La eficiencia de separación depende del tipo de ciclón
utilizado.
Los ciclones son separadores gas-sólido en los que se emplea la aceleración centrífuga como fuerza impulsora
de la separación. Debido a que no poseen partes móviles, su construcción es sencilla y también lo es su
posterior mantenimiento, lo que hace que estos...