Avances en Ciencias e Ingenieria Vol. 3 nro 3 año 2012 Articulo 11

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 de Ingeniería, (1) Departamento de Ingeniería Química, (2) Departamento de Ingeniería Electromecánica, Av. Del Valle 5737, Olavarría – Argentina
Resumen

Los ciclones son separadores gas-polvo ampliamente empleados en la industria. Su eficiencia depende de las variables 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 se aplican 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 the distribution 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 any particle 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