SUMRIOSUMRIO.....................................................................................................iLISTA DE FIGURAS....................................................................................iiLISTA DE TABELAS...................................................................................iiiNOMENCLATURA......................................................................................iv1INTRODUO .......................................................................................1 2OBJETIVOS ...........................................................................................1 3REVISO BIBLIOGRFICA ...................................................................2 3.1Dimetro de corte............................................................................4 3.2Eficincias .......................................................................................5 3.2.1Eficincia real ............................................................................5 3.2.2Eficincia analtica....................................................................6 3.2.3Eficincia global ........................................................................6 3.3Perda de carga................................................................................7 4MATERIAIS E MTODO........................................................................8 4.1Matria Prima..................................................................................8 4.2Equipamentos..................................................................................8 4.3Mtodo .............................................................................................8 5RESULTADOS E DISCUSSO..............................................................9 5.1Clculo da vazo ...........................................................................10 5.2Determinao do tipo de ciclone....................................................10 5.3Clculo do dimetro de corte .........................................................11 5.4Velocidade na entrada do ciclone..................................................11 5.5Velocidade no interior do ciclone ...................................................11 5.6Perda de carga..............................................................................11 5.7Clculo das Eficincias..................................................................12 5.7.1Eficincia Real ........................................................................12 5.7.2Eficincia Analtica..................................................................12 5.7.3Global ......................................................................................13 6 CONCLUSO .....................................................................................13 7BIBLIOGRAFIA....................................................................................14 LISTA DE FIGURASFigura 1: Desenho dos ciclones Lapple / Stairmand....................................4Figura 2: Desenho do aparato experimental................................................9iiLISTA DE TABELASTabela 1: Configurao dos ciclones Lapple e Stairmand...........................4Tabela 2: Parmetros e condies recomendadas para diferentes configuraes de ciclones..............................................................................................4Tabela 3: Dimenses do ciclone................................................................10Tabela 4: Relaes das dimenses do ciclone..........................................10iiiNOMENCLATURADC Parmetro do ciclone [m]D Dimetro da partcula [m]SC Parmetro do ciclone [m]ZC Parmetro do ciclone [m]DO Parmetro do ciclone [m]Viscosidade do fluido [Pa.s]LC Parmetro do ciclone [m]DU Parmetro do ciclone [m]BC Parmetro do ciclone [m]HC Parmetro do ciclone [m] PPerda de carga [Pa]v Velocidade na entrada do ciclone [m/s]D*Dimetro de corte [m]K Constante do ciclone [-]f Fator de correo [-]g Fator de correo [-]SMassa especfica do slido [Kg/m3]Eficincia [-]mC Massa recuperada de slidos [g] FMassa especfica do fluido; [Kg/m3]mT Massa total de entrada [g]DParmetro do modelo RRB [m]n Parmetro do modelo RRB [-]X Distribuio granulomtrica do RRB [-]I Eficincia global [-]vC Velocidade dentro do ciclone [m/s]Q Vazo [m3/s] hVariao de altura manomtrica [m]iv1 INTRODUOCiclonagem ummtodo de separao de misturas slidos/gs ou nvoas/gs, normalmente o gs a ser isolado o ar. Amistura gs/slido ou gs/nvoa entra no ciclone ocorrendo a separao, o gs sai por cima e o slido ou nvoa recuperado por baixo.A separao ocorrida no interior do ciclone est baseada no fato da fora centrfuga que surge no interior do ciclone ser maior que a fora gravitacional, utilizada em outros mtodos de separao.Ciclonessoequipamentoslargamenteempregadosnosmaisvariados tipos deindustrias, tantopelasuaoperacionalidade, mas tambmdevido asua flexibilidadedeseadaptar aosmaisvariadosprocessos, elespodematuar como recuperadores de catalisador, controladores de emisso area de slidos ou nvoas, e tambm atuar diretamente na produo.Outras vantagens deste mtodo de separao a facilidade de construo, operao e manuteno, bem como o fato de necessitar de uma pequena rea na planta industrial.2 OBJETIVOSConhecer osprincpios destemtodode separao,identificaro tipo de cicloneutilizadonaprtica, determinar odimetrodecortedociclone, calcular a velocidade de entrada do ciclone, bem como a velocidade dentro deste, determinar a perda de carga experimental e terica e as eficincias real, global e analtica.Captulo 1 Ciclonagem__________________________________________________________________3 REVISO BIBLIOGRFICACiclone uma cmara composta por uma seo cilndrica (superior), com uma entrada tangencial retangular, e por uma seo tronco-cnica (inferior), por onde descarregado o particulado captado. O gs livre de slidos ou nvoas descarregadopor umtubocilndricovertical, concntricocomaseosuperior, e estando a seo de entrada do tubo num plano abaixo do plano da seo retangular de entrada do ciclone.Os limites deoperaodos ciclones sotemperaturas de1000Ce presses de 500 atm.Os dimetros de partculas separadas ficam na faixa de 200 m a 10 m, para dimetros menores que 10 m o ciclone dever Ter um dimetro muito pequeno oqueconsequentementecausarumaelevadaperdadecarga. Emalgunscasos, pode haver um efeito de aglomerao das partculas,fazendo com que a eficincia atinja 98% para partculas com dimetro na faixa de 0,1 m a 2 m. Para partculas com dimetros maiores que 200 m, os ciclones tornam-se menos econmicos do que as cmaras gravitacionais. Amisturaentranociclonetangencialmente, nasvizinhanasdotopoe adquire ummovimento turbilhonar ao entrar na cmara propriamente dita. A velocidade tangencialdas partculas tende a lev-las paraa periferia da cmara. O movimento espiralado do fludo tende a provocar uma certa acelerao radial centrpetanaspartculas, eaomesmotempoaforagravitacional lhesatribui uma aceleraoparabaixo. Oresultadoodeaspartculasefetuaremumatrajetria helicoidal, descendente, de raio crescente, at atingir as paredes da cmara, da por diante, as partculas continuam a espiralar descendentemente, contra a parede, e o gs, livre de slidos ou nvoas, ascende pelo ncleo central. A trajetria do gs envolve uma espiral dupla, com o gs espiralando para baixo pela periferia, e para cima pela parte central do ciclone, tendo ambas o mesmo sentido de giro. A fronteira exata entre a espira externa, com velocidade menor, e a espira interna, com velocidade maior, no permite a contaminao do gs limpo.Nasvelocidadestangenciaiselevadas, aforacentrfugavriasvezes maior que a fora da gravidade, por causa disto, os ciclones efetuam uma separao 2Captulo 1 Ciclonagem__________________________________________________________________maisrpidaemaiseficientedoqueascmarasdesedimentaogravitacional, no caso de partculas com dimetro de alguns mcrons.Admite-sequeaspartculas, numciclone, atingemcomrapidezasua velocidade terminal. A separao entre slidos e fluidos numciclone envolve, usualmente, partculas bastante pequenas para que se possa aceitar a validade da leide Stokes (fase diluda), independentemente da velocidade do gs. Para uma partcula esfrica obediente a lei de Stokes, quanto mais elevada a velocidade terminal, maior ser a velocidade radial, tornando mais fcila separao da partcula. O clculo da velocidade radial complicado, pois uma funo da velocidade terminal, da velocidade tangencial e da posio em relao ao centro do ciclone. Para uma dada partcula, com uma certa dimenso, a velocidade radial mnima nas vizinhanas do centro do ciclone e aumenta na direo das paredes.Osciclonespossuemdiferentesconfiguraes, seroestudadosapenas os ciclones dos tipos Lapple e Stairmand.Na Figura 1 encontra-se o desenho dos ciclones Lapple / Stairmand.3Captulo 1 Ciclonagem__________________________________________________________________Figura 1: Desenho dos ciclones Lapple / StairmandAsdimensesdociclonenormalmentesoapresentadascomosendoa razo entre a dimenso desejada e o dimetro da parte cilndrica do ciclone, na Tabela 1encontram-se as configuraes dos ciclones tipoLapple e dotipoStairmand, segundo Massarani (1997).Tabela 1: Configurao dos ciclones Lapple e StairmandCicloneLapple StairmandBC/DC 0,25 0,20DO/DC 0,50 0,50HC/DC 0,50 0,50LC/DC 2,00 1,50SC/DC 0,62 0,50ZC/DC 2,00 2,50DU/DC 0,25 0,37Determinado o tipo de ciclone deve-se adotar parmetros e as condies operacionais recomendadas para o respectivo ciclone, estes valores esto demonstrados na Tabela 2.Tabela 2: Parmetros e condies recomendadas para diferentes configuraes de ciclones.Configurao K v (m/s) DU/DCLapple 0,095 5