Separación y clasificación de partículas finas en ciclones de alta eficiencia : estudio experimental y numérico - Pico, Leonel Osvaldo (2015)
En este trabajo de tesis se presenta el desarrollo experimental y numérico-computacional realizado sobre un ciclón de alta eficiencia para la separación y clasificación de partículas. Se estudió la influencia de las condiciones de operación sobre la separación de distintos materiales particulados con diferente granulometría. Se investigó el efecto del fenómeno de resuspensión sobre la eficiencia; este fenómeno se ve afectado por la tolva de recolección cuyo comportamiento se regula mediante un cono estabilizador de flujo. El estudio permitió el desarrollo de un modelo matemático de predicción de eficiencia que considera este fenómeno. Se analizó la influencia de las condiciones de operación sobre la caída de presión; en particular el efecto de la tolva de recolección. Se determinó la dependencia del coeficiente de caída de presión con la velocidad de entrada de aire. Se desarrollaron simulaciones numérico-computacionales para estudiar el flujo turbulento presente en el interior del ciclón, trabajando en condiciones de operación capaces de reproducir las condiciones experimentales. Esta metodología permitió la calibración de los parámetros de las simulaciones y la posterior validación de los resultados numéricos. Las simulaciones condujeron a establecer una zona de operación recomendable para el ciclón analizado. Reuniendo los resultados analíticos y numéricos, se obtuvo una expresión para el cálculo del tamaño de corte que depende de la temperatura, de la velocidad de entrada de aire y de la concentración de polvo. Las investigaciones realizadas aportan un conjunto de pautas útiles para el diseño y funcionamiento de ciclones. Estas pautas consideran aspectos tales como las condiciones de operación y sus consecuencias sobre la eficiencia del dispositivo, la calidad del producto a través del tamaño de corte obtenido y la demanda energética por medio de la caída de presión.