Ciclones-Informe de Laboratorio

 

UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DEPARTAME NTO DE INGENIERÍA QUÍMICA OPERACIONES CON SÓLIDOS 2018-2

INFORME TÉCNICO DE RESULTADOS Integrantes Grupo Práctica, # Fecha de entrega

Arias Gallego Carolina, Jaramillo Baquero Marcela, Sánchez Monsalve Román. W 14-17, GRUPO 1 PRÁCTICA 6. Operaciones de separación por centrifugación: ciclones 05/04/2019 CONTENIDO DEL INFORME

Se lleva a cabo el proceso de separación de partículas mediante un arreglo de dos ciclones dispuestos en serie utilizando como sólido el material obtenido del proceso de molienda fina. Primero se separó una muestra de 62.7g a la cual se le realizó AGT durante 5 minutos aproximadamente, utilizando una serie de tamices de mallas entre 14 a 200. Posterior a esto, otras dos muestras de 103.8g y 108.8g son sometidas al proceso Descripción de la práctica (Máximo 300 palabras)   palabras)

de separación ensiendo el arreglo ciclones,100% realizando variaciones entre ellas del de apertura de aire, para de la primera y 25% para la segunda muestra. Una%vez culminado el proceso, se recolecta la descarga de cada uno de los ciclones, la cual corresponde a la corriente de gruesos, y se obtiene una masa de 61.8g y 32.9g para el ciclón 1 y 2 respectivamente con abertura del 100%; y masas de 62.3g y 39.1g para el ciclón 1 y 2 respectivamente con abertura del 25%. Cada una de éstas corrientes obtenidas son sometidas a un AGT durante 5 minutos, y con el fin de facilitar los balances de masa, son utilizados los mismos tamices de la corriente de alimento. Estos procedimientos son realizados con el fin de evaluar la eficiencia de separación y la influencia del porcentaje de apertura a la entrada del fluido, así como una aproximación del dimensionamiento de los ciclones.

En la Tabla 1 se presentan los datos recolectados durante la práctica para la corriente de alimentación antes de ser ingresada a la separación por medio del sistema de ciclones en serie.

Datos

Tabla 1. 1. Datos del tamizado tomados para la corriente de alimento. Alimento Peso muestra (g), A 62.7 AGT Para la muestra de alimento Mallas Peso retenido(g) Abertura (mm) 14

0

1.1680

16 20 40

1.6 7 10.6

0.9910 0.8330 0.3699

45 50

4.8 3.6

0.3230 0.2868 Página 1 de 15 15  

 

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12.9 10.1 10 1.2 0.5

0.2460 0.1470 0.1097 0.0740 0.0610

En la Tabla 2 se presentan los datos recolectados del tamizado realizado a la corriente de gruesos separada por el ciclón 1 y el 2 conectados en serie cuando la abertura de aire que ingresa es de 100%. Tabla 2. Datos 2. Datos recolectados para el tamizado de la corriente de descarga de cada ciclón con 100% de abertura de aire. Abertura al 100% Peso descarga ciclón 1 (g), G 61.8 Peso de la muestra 103.8 alimentada (g) Peso descarga ciclón 2 (g), G 32.9 AGT Para los gruesos del ciclón 1 y 2 en serie (Abertura (A bertura del 100%) Mallas 14 16 20 40 45 50 60 100 140 200

Peso gruesos ciclón 1(g) 0 0.2 1.6 6 3.7 0.9 5.6 8.9 10.6 6.4

Peso gruesos ciclón 2(g) 0 4.6 8.2 10.7 0.3 3 0.3 2.1 1.1 1.7

Abertura (mm) 1.1680 0.9910 0.8330 0.3699 0.3230 0.2868 0.2460 0.1470 0.1097 0.0740

colector

15.7

0.6

0.0610

En la Tabla 3 se presentan los datos recolectados del tamizado realizado a la corriente de gruesos separada por el ciclón 1 y el 2 conectados en serie cuando la abertura de aire que ingresa es de 25%. Tabla 3. Datos 3. Datos recolectados para el tamizado de la corriente de descarga de cada ciclón con 25% de abertura de aire. Abertura al 25% Peso descarga ciclón 1 (g), G 62.3 Peso de la muestra 108.8 alimentada (g) Peso descarga ciclón 2 (g), G 39.1 AGT Para los gruesos del ciclón 1 y 2 en serie (Abertura del 25%) Mallas 14 16

Peso gruesos ciclón 1(g) Peso gruesos ciclón 2(g) 0 0 4.4 0.1

Abertura (mm) 1.1680 0.9910

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10.2 17.4 0.9 8.1

0.1 0.2 0.6 0.1

0.8330 0.3699 0.3230 0.2868

60 100 140 200 colector

0.1 6.1 8.2 3.2 2.9

0.5 1.3 4.2 7.1 23.8

0.2460 0.1470 0.1097 0.0740 0.0610

Finalmente en la Tabla 4 se presentan las propiedades del material sólido y del aire utilizado como fluido a una temperatura de 25°C. Tabla 4. Propiedades 4. Propiedades del aire a 25°C y del sólido utilizado en el proceso de separación. Propiedades del fluido y sólido 2550 ρs (Kg/m3) ρ (Kg/m3)

1.1839

μ (Pa.s) 

1.81E-05

La densidad del material es reportada en la Tabla 4 y fue calculada según el principio de Arquímedes como se muestra en la Ecuación 1, con un peso de la muestra de 40.8 g y un volumen de líquido desplazado de 16 ml.   Volumen inicial de agua en la probeta: 60 ml   Peso de la muestra: 30.1 g   Volumen final de la probeta (Agua+Material): 72 ml







 

Modelo de cálculo



=   (+)−ú    

Ec. 1

 = 2.55 2.55  / / 

Para lograr determinar la eficiencia de separación de cada uno de los tamaños de partícula se debe realizar primero un análisis granulométrico diferencial, donde primero se deben realizar los balances para cada ciclón, tal como se muestra en la Figura 1 y la Ecuación 2 y 3; esto con el fin de determinar cada una de las corrientes, tanto en cantidades másicas como en fracciones. A = FG Ec. 2 X aiA = X fi F  X gi G 

Ec. 3

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Figura 1. 1. Diagrama de un ciclón con sus respectivas corrientes. Donde; A; corresponde a la masa alimentada al ciclón. G; corresponde a la masa en la descarga del ciclón, es decir la masa de partículas gruesas que son separadas. F; corresponde a la masa de partículas finas que son clasificadas por el ciclón. X ai; Corresponde a la fracción másica del alimento de tamaño i. X fi; corresponde a la fracción másica de las partículas finas de tamaño i. X gi; corresponde a la fracción másica de las partículas gruesas de tamaño i.

Cabe resaltar que el experimento realizado se dispone un sistema de dos ciclones en serie, por lo cual primero deben realizarse los balances en el primer ciclón, de donde se obtendrá la corriente de finos, la cual corresponderá a la corriente de alimento para los balances en el segundo ciclón. Una vez se calculan las corrientes de cada ciclón y sus fracciones másicas, es posible determinar la eficiencia de separación para cada uno de los tamaños de partícula alimentados, tal como se muestra en la Ecuación 4, así como la eficiencia global de separación, según se muestra en la Ecuación 5.  = 

 

 

Ec. 4

  

  Ec. 5 Donde    corresponde a la eficiencia de separación para el tamaño i de partícula alimentada, y    corresponde a la eficiencia global de separación. Los demás términos fueron descritos previamente. =



Por otro lado, para poder determinar el diámetro de corte del ciclón, aquél punto donde las partículas tienen el 50% de probabilidad de pertenecer a la corriente de gruesos o de finos. También es conocido como el D50, y es el punto donde se obtiene el 50% de eficiencia de separación, tal como se muestra en la Figura 2.

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Figura 2. 2. Curva de eficiencia de separación teórica. Cuando se realiza la curva de eficiencia, esta debe ser graficada con respecto al diámetro promedio, el cual es calculado por medio de la Ecuación 6. ̅ =  + 

Ec. 6



Donde;

̅    corresponde al diámetro que posee la  , corresponde diámetro promedio, partícula n y  ,alcorresponde al diámetro con tamaño de partícula anterior al n. −

Otro valor importante a especificar en el diseño y dimensionamiento de un ciclón, corresponde al diámetro de partícula mínimo (D p,min). El cual también puede calcularse haciendo uso de la Figura 2. Este valor corresponde al tomado cuando la eficiencia de separación es del 100%. Finalmente para especificar el diámetro del ciclón, se hace uso de la ecuación 7.  = 13.9 13.96 6

 ( −)



Ec. 7

 

Donde; Dc es el diámetro del ciclón. D50 es el diámetro de corte del ciclón. v, es la velocidad de entrada del fluido al ciclón. μ, es la viscosidad del fluido, la cual se encuentra reportada en la Tabla 4.   ρ es la densidad del fluido, la cual se encuentra reportada en la Tabla 4. ρs es la densidad del material, la cual se encuentra reportada en la Tabla 4 y Ecuación 1.

Cuando se obtiene el diámetro del ciclón es posible determinar todas las dimensiones del ciclón, utilizando las relaciones que se muestran en las Ecuaciones 8, 9, 10, 11, 12 y 13.  = 2    Ec. 8  = 2   

Ec. 9





=



 

Ec. 10 Página 5 de 15 15  

 

UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DEPARTAME NTO DE INGENIERÍA QUÍMICA OPERACIONES CON SÓLIDOS 2018-2   =

 4

 



=



Ec. 11 Ec. 12

 



  Donde cada uno de los términos se encuentra representado en la Figura 3. =

4

Ec. 13

Figura 3. Relaciones 3. Relaciones geométricas del diseño de un ciclón. Para garantizar la proyección del ciclón diseñado se debe cumplir la relación que se muestra en la Ecuación 14

=

 

=

 2

=  

Ec. 14

Donde Q corresponde al caudal de entrada del fluido y v, es la velocidad de entrada del fluido al ciclón. Para lograr cumplir ésta condición se debe realizar un proceso iterativo realizando variaciones del caudal y la velocidad de entrada del fluido.

Resultados

Tabla 5. AGD y eficiencia de separación para cada uno de los tamaños de partícula en el ciclón 1 con abertura del 100%. AGD para el Ciclón 1 con abertura del 100% A (g) 103.8 G (g) 61.8 F (g) 42 Mallas ΔΦ, A  ΔΦ, G  ΔΦ, F  Ei (%) 14 0.00000 0.00000 0.00000 16 0.02568 0.00336 0.05853 7.77934 7 .77934 20 0.11236 0.02685 0.23819 14.22508 40 0.17014 0.10067 0.27237 35.22721 45 0.07705 0.06208 0.09907 47.97262 50 0.05778 0.01510 0.12059 15.55869 60 0.20706 0.09396 0.37349 27.01663 100 0.16212 0.14933 0.18094 54.84052 Página 6 de 15 15  

 

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0.16051 0.01926 0.0 0803 0.00803

0.17785 0.10738 0.26342

0.13500 -0.11040 -0.36777

65.96883 331.91864 1954.17097

Tabla 6. AGD y eficiencia de separación para cada uno de los tamaños de partícula en el ciclón 2 con abertura del 100%. AGD para el Ciclón 2 con abertura del 100% A (g) 42 G (g) 32.9 F (g) 9.1 Mallas ΔΦ, A  ΔΦ, G  Ei (%) 14 0.00000 0.00000 16 0.05853 0.14110 188.83332 20 0.23819 0.25153 82.72266 40 0.27237 0.32822 94.39616 45 0.09907 0.00920 7.27641 50 60 100 140 200 colector

0.12059 0.37349 0.18094 0.13500 -0.11040 -0.36777

0.09202 0.00920 0.06442 0.03374 0.05215 0.01840

59.77681 1.93009 27.88804 19.57874 -36.99994 -3.92013

Tabla 7. AGD y eficiencia de separación para cada uno de los tamaños de partícula en el ciclón 1 con abertura del 25%. AGD para el Ciclón 1 con abertura del 25% A (g) 108.8 G (g) 62.3 F (g) Mallas 14 16 20 40 45 50 60 100 140 200

ΔΦ, A 

ΔΦ, G 

46.5

0.00000 0.02568 0.11236 0.17014 0.07705 0.05778 0.20706 0.16212 0.16051 0.01926

0.00000 0.07154 0.16585 0.28293 0.01463 0.13171 0.00163 0.09919 0.13333 0.05203

0.00000 -0.03576 0.04069 0.01904 0.16067 -0.04126 0.48230 0.24643 0.19693 -0.02464

Ei (%) 159.51619 84.52287 95.21721 10.87610 130.51325 0.44966 35.03326 47.56483 154.68237

colector

0.00803

0.04715

-0.04440

336.43415

ΔΦ, F 

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Tabla 8. AGD y eficiencia de separación para cada uno de los tamaños de partícula en el ciclón 2 con abertura del 25%. AGD para el Ciclón 2 con abertura del 25% A (g) 46.5 G (g) 39.1 F (g) 7.4 Mallas ΔΦ, A  ΔΦ, G  Ei (%) 14 0.00000 0.00000 16 -0.03576 0.00263 -6.18724 20 0.04069 0.00263 5.43831 40 0.01904 0.00526 23.24317 45 0.16067 0.01579 8.26358 50 -0.04126 0.00263 -5.36366 60 0.48230 0.01316 2.29398 100 0.24643 0.03421 11.67302 140 200 colector

0.19693 -0.02464 -0.04440

0.11053 0.18684 0.62632

47.19314 -637.50280 -1186.17579

Tabla 9. Eficiencias 9. Eficiencias globales de separación para el ciclón 1 y 2 cuando las aberturas son del 100% y 25%. Eficiencias globales de separación ----100% Abertura 25% Abertura Ciclón 1 59.53757% 57.26102% Ciclón 2 78.33333% --Para poder determinar el D50, y Dp,min de cada ciclón se realizaron las curvas de eficiencia, y dado que no se ajustaban correctamente a el comportamiento ideal presentado en la Figura 2, se decide resaltar en cada una de ellas los datos en los cuales se interpoló para obtener el diámetro de corte de cada ciclón, tal como se muestra en las Figuras 4, 5 y 6.

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Figura 4. Curva de eficiencia para el ciclón 1 con 100% de abertura.

Figura 5. 5. Curva de eficiencia para el ciclón 2 con 100% de abertura.

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Figura 6. 6. Curva de eficiencia para el ciclón 1 con 25% de abertura. Es importante resaltar que no fue posible realizar el dimensionamiento del ciclón 2 cuando se tiene 25% de apertura, puesto que la gran mayoría de las eficiencias halladas tienen valor negativo, y ninguno de éstos alcanza un valor del 50% en la escala positiva, éstos se encuentran reportados en la Tabla 8. Tabla 10. 10. Dimensionamiento de los ciclones con el 100% de abertura y del ciclón 1 ccon on el 25% de abertura. Dimensionamiento del ciclón Abertura 100% Abertura 25% DATOS Ciclón 1 Ciclón 2 Ciclón 1 D50 (mm) 0.2087 0.4715 0.4647 Dp,min (mm)  0.1284 0.9120 0.9120 Dc (m) B (m) H (m) Q (m3/s) v (m/s) L (m) z (m) Ds (m) J (m)

0.7615 0.1904 0.3808

0.5929 0.1482 0.2964

0.6534 0.1633 0.3270

6.4500E-04 8.8971E-03 1.5230 1.5230 0.3808 0.1904

5.9600E-05 1.3568E-03 1.1858 1.1858 0.2964 0.1482

8.2200E-05 1.5391E-03 1.3067 1.3067 0.3267 0.1633

Análisis de resultados   resultados (Máximo1000

Con base endelosseparación resultados presentados en las Tablas 5-8 podemos observartener que las eficiencias por cada tamaño alimentado no resultan el Página 10 10 de  de 15  15 

 

UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DEPARTAME NTO DE INGENIERÍA QUÍMICA OPERACIONES CON SÓLIDOS 2018-2 palabras)   palabras)

comportamiento esperado. Para el caso de una abertura de aire del 100% se tiene una fluctuación que en tamaños de malla superiores a 140 supera el 100% lo cual no puede ser posible, a pesar de ello, con un alto porcentaje de error, es posible calcularse un diámetro de corte para éste ciclón, el cual indica que el ciclón si se encuentra separando la alimentación en una corriente de gruesos, para partículas con un tamaño superior de malla 65 y todas aquellas partículas con un tamaño inferior a ésta son separadas a la corriente de finos, que corresponderá al alimento al imento del segundo ciclón conectado en serie. Por otro lado, en el ciclón 2 se obtiene algunas fracciones másicas negativas, lo cual representa un error aún mucho más grande en los balances, y esto repercute en los resultados negativos que se obtienen para la eficiencia. Los errores en los resultados son probablemente a causa de un mal cuarteo en la muestra que se separó inicialmente como corriente de alimento; lo cual generara una gran discrepancia entre los tamaños de partículas de la corriente alimentada al ciclón y la corriente tamizada como alimento. Para este segundo ciclón de abertura de aire total es posible decir que se presenta separación del alimento en una corriente de gruesos, para material con tamaño de partícula superior a una malla 35, aunque éste resultado trae consigo un alto porcentaje de error, puesto que se están omitiendo los valores negativos obtenidos y la zona de la curva de eficiencia de la Figura 5 donde el comportamiento es fluctuante. Con el arreglo de ciclones con una apertura del 25% se mantiene el mismo comportamiento para el ciclón 1, solo que ésta vez la corriente de gruesos se compone de partículas con un tamaño superior al de la malla 35, nuevamente como se observa en la Figura 6, el análisis gráfico de éste tamaño de corte se realiza omitiendo la zona fluctuante de la gráfica. Para el ciclón 2 de este arreglo se obtienen muchas fracciones másicas negativas, al punto que nunca se logra un valor de eficiencia superior al 50%, lo cual estaría indicando que en éste ciclón no se logró ningún tipo de separación, y nuevamente éste error se puede deber al mal cuarteo realizado, o también al posible material que pudo quedarse adherido en las paredes del ciclón. Realizando un análisis a las eficiencias globales de separación presentadas en la Tabla 9, podemos observar que para una apertura del 100% se obtiene una mayor eficiencia en el ciclón 2 y esto resulta ser un resultado contrario al esperado ya que la eficiencia aumenta cuando el tamaño de las partículas aumenta, y en el ciclón 1 se tenían partículas de mayor tamaño. Para la abertura del 25% solo es posible obtener la eficiencia para el ciclón 1 dado que según los datos obtenidos en el segundo ciclón no se está dando separación, pero lo que se puede observar al comparar la abertura del 100% y del 25% para el ciclón 1, es que posiblemente posiblemente es esta última condición se obtiene una eficiencia menor de separación ya que al ser menor la velocidad pueden perder más fácilmente la energía cinética las partículas y generar una descarga de gruesos incorrecta, lo que se conoce como un corto circuito, donde las partículas de mayor tamaño estarían arrastrando consigo las más finas a la corriente de gruesos. Analizando los resultados presentados en la tabla 11, se encuentra que el diámetro de partícula mínimo (Dp min) es mayor que diámetro de corte (D c) para el ciclón 2 y 1 con aberturas del 100% y 25% respectivamente, esto es esperado pues este último retiene el 50% de las partículas mientras que el primero retiene el 100%. Para el ciclón 1 cuando la abertura de aire es del 100% no se obtiene un resultado correcto, debido posiblemente al errado comportamiento de la curva de eficiencia que se mostró en la Figura 4. También se observa que el diámetro mínimo y el diámetro de corte en el ciclón 2 para una abertura del 100% es mayor que los del ciclón 1, esto no es correcto, debido a que en el ciclón 2 se realiza la descarga de las partículas más finas del alimento que ingresa al Página 11 11 de  de 15  15 

 

UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DEPARTAME NTO DE INGENIERÍA QUÍMICA OPERACIONES CON SÓLIDOS 2018-2 ciclón 1, por lo cual estos diámetros debían ser más pequeños. Se constata una vez más un alto error en el cuarteo realizado, ya que la corriente de alimento tamizada no representó los tamaños de partículas que realmente ingresaron a los ciclones. También, resulta complejo realizar un correcto dimensionamiento de los diferentes ciclones, dado que los diámetros de corte no son en su mayoría fieles a la realidad del proceso. Sin embargo el proceso iterativo fue realizado a los ciclones al 100% de abertura y al ciclón 1 con el 25% de abertura, ya que a éstos fue posible realizarles un estimado (con un alto porcentaje de error) de su diámetro de corte. Como se observa en la Tabla 10, a pesar de los malos resultados, las dimensiones obtenidas para los ciclones no resultan imposibles de implementar a escala de laboratorio, teniendo en cuenta el bajo caudal y velocidad requerida 1.  1.  ¿Cómo se correlaciona el diámetro del ciclón con el diámetro de partícula a separar? ¿Cómo afecta esta correlación c orrelación la eficiencia de la clasificación? Para determinar el diámetro del ciclón, es fundamental tener en cuenta el diámetro de partícula a separar, que a su vez está relacionado con el D 50, que resulta ser el diámetro de corte para el tamaño de partícula en que la eficiencia es del 50%, es decir, que para las partículas con ese diámetro se tendrá una distribución igual en finos y gruesos, y de esta manera, las partículas con un diámetro de partícula menor ascenderán. Para los ciclones esta correlación se da de manera proporcional mediante la Ecuación 15 [1].  = 13.98 ∗

∗( ∗(− −))0 

 

Ec. 15

Donde:  : Velocidad del gas (m/s) : Densidad del solido (Kg/m3) : Densidad del gas (Kg/m3) :Diametro de partícula (Kg/ms) Profundización : Viscosidad del gas (Kg/ms)

(Máximo1000 palabras)   palabras)

Adicionalmente, la eficiencia del ciclón se ve afectada, según el tamaño de partícula que se quierason separar y la distribución partículas se tiene en la alimentación. Los ciclones adecuados para separarde partículas conque diámetros mayores de 5 µm; aunque partículas muchos más pequeñas, en ciertos casos, pueden ser separadas. El diámetro del ciclón identifica la dimensión básica de diseño, todas las demás dimensiones simplemente son una proporción del diámetro del ciclón [2] Cuando la diferencia de tamaños de las partículas a separar es muy similar, la separación de éstas se vuelve aún más complicada y, por ende, la eficiencia se disminuya. eficiencia iciencia de un 2.  Cómo influye el porcentaje de sólidos de una pulpa en la ef ciclón, ¿Cuál es el rango deseado de operación?  El porcentaje de sólidos en la pulpa de alimentación influye en la eficiencia del ciclón pues al haber más cantidad de sólidos presentes, el flujo de aire tendrá más obstáculos para transportar las partículas finas, por lo que se puede tener una separación no tan efectiva, en caso de que no se altere la velocidad del aire [3]. El punto de separación del ciclón aumentará al aumentar el porcentaje de sólidos en la Página 12 12 de  de 15  15 

 

UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DEPARTAME NTO DE INGENIERÍA QUÍMICA OPERACIONES CON SÓLIDOS 2018-2 pulpa, y como consecuencia hace que sea menos precisa la separación, los diferentes procesos han permitido concluir que un ciclón que trabaja con el 27% en volumen de sólidos tiene aproximadamente un punto de separación que es el doble que si actuara el 10% de contenido de esos mismos sólidos [1]. Generalmente se trabaja con un porcentaje de sólidos en las pulpas hasta del 30% en peso de sólidos, sin embargo, en algunas operaciones de clasificación posteriores a la molienda se alimentan pulpas hasta con 60% de sólidos, pero esto aumenta el tamaño de corte [4].

3.  ¿Cuáles parámetros influyen en la caída de presión? ¿Por qué se presenta este fenómeno? ¿Cómo se corrige?  La caída de presión se define como la pérdida o disminución de presión que se produce en un efluente o corriente gaseosa al pasar por un separador de ciclón, esto debido a la estructura de sistema que genera pérdidas a la entrada y salida, más exactamente perdidas por energía cinética (aceleración de los sólidos) y fricción en el ciclón. Realmente se deben tener en cuenta otros términos en dicha caída como [2]: a) Pérdida de presión a la entrada del ciclón b) Pérdida debida a la aceleración de los sólidos c) Pérdidas en el barril d) Pérdidas por el flujo reverso (cuando cambia hacia la espiral ascendente) e) Pérdidas por contracción en el conducto de salida. La pérdida de carga del ciclón depende de la velocidad de entrada al ciclón, de forma que al incrementar las velocidades de entrada serán mayores a su vez las caídas de presión debido a la fricción generada. Otro de los parámetros que influye en la caída de presión es la densidad del gas que se utiliza. La caída de presión se debe controlar pues afecta directamente los requerimientos energéticos de equipo, a mayor caída, mayor potencia se debe generar para compensar esa caída y mayores costos van a tener la operación. Una forma de corregir la caída de presión sería disminuyendo la velocidad de entrada [3]   o, disminuyendo las pérdidas de energía entre la entrada y la salida y la fricción en las paredes del ciclón. Es importante resaltar que las caídas de presión no se pueden eliminar; sin embargo, si se pueden disminuir.

4.  ¿Qué es el corto circuito de un hidrociclón?  Un ciclón es un equipo conocido también como clasificador de partícula, cuya función principal es la de separar materia de tamaño fino con materia de tamaño grueso. Sucede un cortocircuito cuando la selectividad del ciclón en la clasificación disminuye debido a que los más finos se mezclan con los gruesos saliendo por el mismo orificio. Una de las causas posibles de este evento es la disminución de la concentración de alimentación que es seguida de una disminución de la concentración en la descarga, provocando automáticamente una pérdida de partículas finas con el producto grueso; a esto se le llama corto-circuito o by-pass. [5]

5.  Si el Índice de Claridad (S.I.) de un ciclón cae por debajo de su valor admisible Página 13 13 de  de 15  15 

 

UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DEPARTAME NTO DE INGENIERÍA QUÍMICA OPERACIONES CON SÓLIDOS 2018-2 para garantizar una adecuada separación, establezca un orden de prioridad entre los parámetros que usted considera c onsidera deberían ser evaluados para corregir el problema.  Cuando el índice de claridad de un proceso, se encuentra por debajo de su valor admisible, esto indica que la separación adecuada no se está llevando a cabo, y las eficiencias de éste proceso serán muy bajas a costa de un elevado costo debido al gasto energético del proceso. Para corregir el problema, y pasar de un equipo partidor de muestras a un equipo de separación se puede comenzar por evaluar la velocidad del fluido a la cual se lleva a cabo el proceso. También es importante tener en cuenta el caudal de material alimentado, ya que si este excede la capacidad del equipo o esta muy por debajo del mínimo para su correcta operación también se verá afectada la eficiencia de separación. Debe revisarse el tamaño de las partículas que se están alimentando, ya que cuando se utilizan ciclones, como fue mencionado anteriormente, es importante conocer el rango de tamaño de partículas en el que éste opera correctamente. Finalmente como ya se analizó en los literales anteriores la caída de presión es un aspecto muy importante en la separación que se debe tratar de reducir al máximo.   Se constata la importancia de un excelente proceso de cuarteo para realizar un correcto análisis en un proceso de separación.   Se constata que al aumentar la apertura de aire se puede lograr una mayor eficiencia y separación en el ciclón.   El sistema de ciclones implementado en el laboratorio, donde la alimentación de un ciclón grande es los finos de un ciclón más pequeño, puede afectar significativamente los resultados obtenidos y la eficiencia de la operación, porque el ciclón pequeño no separaría todos los gruesos del material; lo recomendado en este tipo de montajes es primer primero o instalar un ciclón grande, en el cual todos los gruesos son expulsados por el fondo y por la parte superior salen gran cantidad de finos, para que posteriormente el ciclón pequeño retire la poca cantidad de gruesos que quedan del material y así haya una alta corriente de finos, aumentando tanto la calidad del producto como la eficiencia del sistema.

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Conclusiones

[1]Universidad de Antioquia. (2006). Documento 7. “Ciclones e Hidrociclones”.

Operaciones con Sólidos.

Referencias bibliográfica

[2] Centro de información sobre contaminación del aire - EPA. (1996). Ciclones como tecnología de control de contaminantes del aire. Disponible en: https://www3.epa.gov/ttn/catc/dir1/fcyclons.pdf. [3] Echeverri Londoño, C. A., 2006. DISEÑO ÓPTIMO DE CICLONES. [En línea] Disponible en: http://www.scielo.org.co/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S169233242006000200011 [4] Diseño Óptimo de ciclones. Echeverri Londoño, Carlos Alberto. Extraído el 15 de marzo de 2019 de https://www.redalyc.org/pdf/750/75050911.pdf. [5]

Taninos.tripod

2006.

Hidrocicliones

[En

línea]

Disponible Página 14 14 de  de 15  15 

en:

 

UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DEPARTAME NTO DE INGENIERÍA QUÍMICA OPERACIONES CON SÓLIDOS 2018-2 http://taninos.tripod.com/hidrociclon.htm [6] McCabe W., Smith J., Harriott P. Operaciones Unitarias en Ingeniería Química. Mc Graw Hill. Cuarta edición. Madrid, 1998.

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