Análisis estadístico de las variables para la optimización de un ciclón de alta eficiencia - Cocconi, Miriam Beatriz (2017)
En este trabajo de tesis se analizó la influencia conjunta de variables geométricas (diámetro del ciclón), de operación (temperatura y velocidad de entrada del fluido conteniendo polvo) y las que caracterizan el material a separar (diámetro y densidad de partícula), sobre la eficiencia fraccional de un separador ciclónico de partículas tipo Stairmand. Para obtener un diseño confiable y eficiente del dispositivo se utilizaron técnicas estadísticas de optimización. El análisis aportado por esta metodología abarca aspectos uni y multivariado, lo que constituye un procedimiento adecuado en el estudio del problema. Empleando el modelo de número de vórtices para el cálculo de la eficiencia fraccional, se realizó el análisis univariado. Este estudio mostró que la eficiencia de separación aumenta cuando lo hacen la velocidad de entrada al ciclón, el diámetro y la densidad de partícula y la temperatura. Por otra parte decrece con el incremento del diámetro del ciclón. Sin embargo, no es capaz de tener en cuenta la sinergia presente entre las variables. El análisis multivariado contempla la interacción entre las variables, con este objetivo se empleó el diseño de superficie de respuesta. Los resultados obtenidos, además de corroborar los del método univariado consideran el comportamiento conjunto de las variables. Se elaboró un modelo estadístico que proporciona la combinación de niveles de las variables. Se trata de un modelo predictivo capaz de obtener el conjunto de valores que conduce a la obtención de la máxima eficiencia de separación. La muy buena concordancia entre los valores óptimos obtenidos a partir del modelo de número de vórtices y el estadístico para la eficiencia fraccional de separación, indica que el método de superficie de respuesta es una herramienta potente y adecuada en el enfoque de este estudio. La metodología podría extenderse al diseño de otro tipo de ciclón empleando otros modelos físico-matemáticos como así también aplicarse al estudio de otras variables, tales como la caída de presión que ocurre en el interior del dispositivo o el tamaño de corte de partículas.