Separación ciclónica
La separación ciclónica es un método para eliminar partículas de una corriente de aire, gas o líquido, sin el uso de filtros , a través de la separación por vórtice . Cuando se eliminan partículas del líquido, se usa un hidrociclón ; mientras que de gas, se utiliza un ciclón de gas. Los efectos de rotación y la gravedad se utilizan para separar mezclas de sólidos y fluidos. El método también se puede usar para separar gotas finas de líquido de una corriente gaseosa.
Se establece un flujo (de aire) giratorio de alta velocidad dentro de un recipiente cilíndrico o cónico llamado ciclón. El aire fluye en un patrón helicoidal , comenzando en la parte superior (extremo ancho) del ciclón y terminando en el extremo inferior (estrecho) antes de salir del ciclón en una corriente recta a través del centro del ciclón y salir por la parte superior. Las partículas más grandes (más densas) en la corriente giratoria tienen demasiada inercia para seguir la curva cerrada de la corriente y, por lo tanto, golpean la pared exterior y luego caen al fondo del ciclón, donde pueden eliminarse. En un sistema cónico, a medida que el flujo giratorio se mueve hacia el extremo estrecho del ciclón, el radio de rotación de la corriente se reduce, separando así partículas cada vez más pequeñas. La geometría del ciclón, junto con el caudal volumétrico, define el punto de corte del ciclón. Este es el tamaño de partícula que se eliminará de la corriente con una eficiencia del 50%. Las partículas más grandes que el punto de corte se eliminarán con una mayor eficiencia y las partículas más pequeñas con una menor eficiencia ya que se separan con más dificultad o pueden volver a arrastrarse cuando el vórtice de aire invierte la dirección para moverse en dirección a la salida. [1]
Un diseño de ciclón alternativo utiliza un flujo de aire secundario dentro del ciclón para evitar que las partículas recolectadas golpeen las paredes, para protegerlas de la abrasión. El flujo de aire primario que contiene las partículas entra desde la parte inferior del ciclón y es forzado a girar en espiral por paletas giratorias estacionarias. El flujo de aire secundario entra desde la parte superior del ciclón y se mueve hacia abajo, interceptando las partículas del aire primario. El flujo de aire secundario también permite que el colector se monte horizontalmente de manera opcional, ya que empuja las partículas hacia el área de recolección y no depende únicamente de la gravedad para realizar esta función.
Los ciclones a gran escala se utilizan en los aserraderos para eliminar el aserrín del aire extraído. Los ciclones también se utilizan en refinerías de petróleo para separar aceites y gases, y en la industria del cemento como componentes de precalentadores de hornos . Los ciclones se utilizan cada vez más en el hogar, como tecnología central en los tipos de aspiradoras portátiles y aspiradoras centrales sin bolsa . Los ciclones también se utilizan en la ventilación de cocinas industriales y profesionales para separar la grasa del aire de escape en campanas extractoras. [2]Los ciclones más pequeños se utilizan para separar partículas en el aire para su análisis. Algunos son lo suficientemente pequeños como para usarlos sujetos a la ropa y se usan para separar partículas respirables para su posterior análisis.
Separadores similares se utilizan en la industria de refinación de petróleo (por ejemplo, para el craqueo catalítico de fluidos ) para lograr una separación rápida de las partículas de catalizador de los gases y vapores que reaccionan. [3]
Los dispositivos análogos para separar partículas o sólidos de líquidos se denominan hidrociclones o hidrociclones. Estos pueden ser utilizados para separar los desechos sólidos del agua en el tratamiento de aguas residuales y aguas residuales .
