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Adattato da: Perry’s – Chemical Engineers’ HandBook – Mc Graw Hill Particelle e dispersioni
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Adattato da: Perry’s – Chemical Engineers’ HandBook – Mc Graw Hill
Particelle e dispersioni
Separatori CentrifughiCicloni
• I cicloni sono i dispositivi più diffusi per l’abbattimento di paticelle solide e/o liquide da una corrente gassosa
• Un ciclone è essenzialmente una camera di sedimentazione in cui alla accelerazione di gravità viene sostituita l’accelerazione centrifuga.
• Dispositivi convenzionali operano con efficienza apprezzabile su particelle di diametro superiore ai 5 µm.
• Per particelle al di sopra dei 200 µm l’utilizzo dei cicloni, per quanto possibile, non risulta vantaggioso.
Fcamera = F Fciclone=(5 ÷ 2500) * F
Camere di Sedimentazione Cicloni
Confronto tra le forze agenti sulla generica particella nei due dispositivi:
posto:
rV
dF ippc
23
6ρ
π=
prd dVF πµ3=
r
pip
VdV
rµ
ρ18
2
=
rV
mF tpc
2
=
2cD
r >
2eD
r <
Forza centrifuga
Bilancio delle forze agenti sulla particella
Forza di trascinamento
Particella separata dalla corrente gassosa
Particella espulsa con la corrente gassosa
Fc = forza centrifugaFd = forza di drag
r = raggio della traiettoria
Vt = velocità tangenzialeVi = velocità di ingresso
Vr = velocità radiale
dp = diametro particella
Dc = diametro del ciclone
mp = massa particellaρp = densità particella
µ = viscosità del gas
De = diametro del condottodi scarico gas trattato
Fc = Fd
Curve tipiche di efficienza di un ciclone
Profili di PressioneCiclone Convenzionalea doppio flusso inverso
Rappresentazione qualitativa del campo si moto
Adattato da: W.Strauss – Industrial Gas Cleaning – Pergamon Press
Profili di velocità tangenziale e radiale Profili di velocità assiale
Adattato da: W.Strauss – Industrial Gas Cleaning – Pergamon Press
Adattato da: Stationary Source Control Techniques Document for Fine Particulate Matter – EPA Contract no. 68-D-98-026, Ottobre 1998
Proporzionamento di cicloni a doppio flusso inverso al variare della tipologia
Dc, m 1÷10
∆P, kPa 0,5÷1vi, m/s 10÷40
Tmax, °C 1000
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Ciclone Convenzionalea doppio flusso inverso
- Dimensioni del ciclone (larghezza condotto di ingresso Bc).- Caratteristiche della corrente gassosa da trattare (velocità di ingresso,Vi; tipo di gas,
concentrazione del particolato).
- Distribuzione granulometrica del particolato (percentuale in peso per ogni intervallo di diametro).- Tipologia del particolato (densità media, classificazione secondo Geldart).
DATI
Determinazione dell’Efficienza Globale del Ciclone*
Metodo del diametro di cut
Determinare il diametro di cut)(
9,
gpis
cgthp VN
Bd
ρρπµ
−= Ns dal diagramma: 1
Determinare l’efficienza di separazione relativa alla particella singola per le varie classi dimensionali del particolatodal diagramma: 2
* per i diagrammi vedere alle pagine seguenti
Determinare la classe di Geldart del particolato mediante il diagramma: 3
Correggere le efficienze di separazione per la concentrazione delle polveri presenti nella corrente gassosa utilizzando quello opportuno tra i diagrammi: 4
Calcolare l’efficienza globale del ciclone mediante la relazione: i
m
iiT W∑
=
=1
ηη
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1 Curva del numero di spirali percorse dal gas all’interno del ciclone
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2 Curva di efficienza di separazione per la particella singola:
Classificazione delle polveri secondo Geldart:
Gruppo C (Cohesive):Polveri fini e /o coesive
Gruppo A (aeratable):Polveri con particelle piccole (dp< 20 µm) e bassa densità
Gruppo B (sandlike):Polveri con particelle grandi (40 µm < dp < 500 µm) e densità medio alta.
Gruppo D (spoutable):Polveri con particelle molto grandi e/o densità alta.
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3
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Curve di efficienza di separazione al variare della concentrazionedel particolato4
Sistema ad elemento singolo Multiciclone
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