Operaciones unitarias 1

Revista de Ingenierías Universidad de Medellín
Universidad de Medellin
revistaingenierias@udem.edu.co

ISSN (Versión impresa): 1692-3324
COLOMBIA

2006
Carlos Alberto Echeverri Londoño
DISEÑO ÓPTIMO DE CICLONES
Revista de Ingenierías Universidad de Medellín, julio-diciembre, año/vol. 5, número
009
Universidad de Medellin
Medellín, Colombia
pp. 123-139

Red de Revistas Científicasde América Latina y el Caribe, España y Portugal
Universidad Autónoma del Estado de México
http://redalyc.uaemex.mx

Revis ta Ingenierías Universidad de Medellín 5(9): 123-139 julio-diciembre de 2006

DISEÑO ÓPTIMO DE CICLONES1
Carlos Alberto Echeverri Londoño*
Recibido: 06/04/2005
Aceptado: 22/08/2006

RESUMEN
Este artículo presenta los criterios generales para el diseño de ciclonesen el control de partículas e introduce el concepto de velocidad de saltación como parámetro que controla el funcionamiento adecuado
del ciclón.
Palabras clave: control de partículas, ciclones, equipos de control.

ABSTRACT
This article presents the general criteria for the cyclones design in the particle control and introduces
the concept of speed of saltación like parameter that controlsthe suitable operation of the cyclone.
Key words: Particle control, cyclones, control equipment.

1

Este artículo está publicado en internet en la siguiente dirección: www.mailxmail.com/curso/vida/ciclones/capitulo8.htm

*

Ingeniero Químico, Magíster en Ingeniería Ambiental. Profesor Universidad de Medellín. E-mail: cecheverri@udem.edu.co

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Echeverri

INTRODUCCIÓN
El equipode 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 1 muestra el movimiento de las partículas
mayores hacia las paredes del ciclón debido a la
fuerza centrífuga.

Los ciclones presentan eficiencias mayoresque 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 y del radio de giro.
Teóricamente elaumento 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 implica mayor
consumo de energía.PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
Figura 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.

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 2 y 3 ilustran dichos
vórtices.

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
no cuentan con partes móviles, lo cual facilita las
operaciones de mantenimiento; pueden ser hechos
de una amplia gama de materiales y pueden serdiseñados 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
ser separadas.

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Figura 2. Vórtices en el ciclón

Diseño óptimo de ciclones

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Las principales...