Un Enfoque Numérico para Caracterizar la Eficiencia del Separador de Ciclones
Autores: Kang, Yu Rim; Kwak, Jae B.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Un Enfoque Numérico para Caracterizar la Eficiencia del Separador de Ciclones
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Separadores de ciclón
Aplicaciones industriales
Ciclones líquido-sólido
Dinámica de fluidos computacional
Eficiencia de separación de partículas
Distribución de velocidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
Los separadores por ciclón son dispositivos de filtrado activos adecuados para una variedad de aplicaciones industriales, desde bombas de aceite de corte convencionales hasta el reciclaje de líquidos. Dado que el flujo de vórtice dentro de los ciclones es altamente complicado, el rendimiento y los patrones de flujo de estos filtros deben ser investigados a fondo. Los ciclones líquido-sólido utilizan principalmente agua. Los estudios numéricos sobre ciclones que utilizan aceites de mayor viscosidad son limitados. En este estudio, se investigó de manera integral un ciclón líquido-sólido inyectado con aceite de corte de viscosidad media que contenía partículas de varios tamaños. La fiabilidad de los métodos de dinámica de fluidos computacional (CFD) se verificó mediante una comparación con los resultados experimentales. Se consideraron tres modelos con diferentes geometrías para el análisis. Un modelo se utilizó para la verificación de CFD. Los otros dos modelos implicaron la adición de conectores para la extensión de la longitud del embudo y el cambio en la forma de la parte inferior del embudo. Se investigaron los modelos que cambiaron la forma del embudo, afectando así directamente el rendimiento del ciclón, y cada modelo se comparó cualitativamente utilizando un método validado. Además, se evaluó la eficiencia de separación de partículas al centrarse en la distribución de velocidad para confirmar cuantitativamente la influencia del cambio en la forma del embudo. Se determinó que la velocidad tangencial era similar en los tres modelos, mientras que la velocidad axial era diferente y el cambio en la velocidad de transporte de las partículas afectó la función del filtro.
Descripción
Los separadores por ciclón son dispositivos de filtrado activos adecuados para una variedad de aplicaciones industriales, desde bombas de aceite de corte convencionales hasta el reciclaje de líquidos. Dado que el flujo de vórtice dentro de los ciclones es altamente complicado, el rendimiento y los patrones de flujo de estos filtros deben ser investigados a fondo. Los ciclones líquido-sólido utilizan principalmente agua. Los estudios numéricos sobre ciclones que utilizan aceites de mayor viscosidad son limitados. En este estudio, se investigó de manera integral un ciclón líquido-sólido inyectado con aceite de corte de viscosidad media que contenía partículas de varios tamaños. La fiabilidad de los métodos de dinámica de fluidos computacional (CFD) se verificó mediante una comparación con los resultados experimentales. Se consideraron tres modelos con diferentes geometrías para el análisis. Un modelo se utilizó para la verificación de CFD. Los otros dos modelos implicaron la adición de conectores para la extensión de la longitud del embudo y el cambio en la forma de la parte inferior del embudo. Se investigaron los modelos que cambiaron la forma del embudo, afectando así directamente el rendimiento del ciclón, y cada modelo se comparó cualitativamente utilizando un método validado. Además, se evaluó la eficiencia de separación de partículas al centrarse en la distribución de velocidad para confirmar cuantitativamente la influencia del cambio en la forma del embudo. Se determinó que la velocidad tangencial era similar en los tres modelos, mientras que la velocidad axial era diferente y el cambio en la velocidad de transporte de las partículas afectó la función del filtro.