Descrição

Ciclone de fluxo reverso com as proporções padrão de Lapple, para separação gás–sólido. Todas as dimensões são múltiplos fixos do diâmetro do corpo $D_c$, o que torna o modelo de Lapple a base clássica para o pré-dimensionamento de ciclones de pó.

Lapple cyclone

Métodos de cálculo

• Dimensionamento pelo diâmetro de corte: diâmetro do corpo e número de ciclones em paralelo necessários para atingir um diâmetro de corte dado, dentro da velocidade de entrada e da perda de pressão máximas; também a perda de pressão, a potência do soprador e as dimensões principais.
• Dimensões: diâmetro de corte, velocidade de entrada, perda de pressão, potência do soprador e dimensões principais de um ciclone de diâmetro conhecido.
• Curva de eficiência granulométrica: eficiência de coleta em função do tamanho da partícula.
• Separação do pó a partir do diâmetro do ciclone e a partir do diâmetro de corte: divisão de uma distribuição granulométrica nas correntes coletada (underflow) e arrastada (overflow), com a eficiência global de coleta.

Modelo

Para $N$ ciclones idênticos em paralelo, cada um recebendo $q = Q/N$:

$V_i = \frac{q}{H W} = \frac{8 q}{D_c^2} \qquad d_{50} = \sqrt{\frac{9 \mu W}{2 \pi N_e V_i (\rho_p - \rho)}} = \sqrt{\frac{3 \mu D_c^3}{128 \pi q (\rho_p - \rho)}}$

$\Delta P = N_H \frac{\rho V_i^2}{2},\ N_H = 8 \qquad \eta(d) = \frac{1}{1 + (d_{50}/d)^2}$

em que $V_i$ é a velocidade de entrada, $N_e = 6$ o número de voltas efetivas, $N_H = K H W / D_e^2$ o número de cargas cinéticas da entrada ($K = 16$), $\rho_p$ e $\rho$ as densidades da partícula e do gás e $\mu$ a viscosidade do gás. Proporções padrão: $L_1 = L_2 = 2D_c$, $H = D_e = D_c/2$, $W = D_d = D_c/4$, $L_3 = 5D_c/8$.

Critérios de projeto

• Velocidade de entrada entre 15 e 25 m/s e perda de pressão de até 2,5 kPa; ambos os limites podem ser alterados em Coeficientes de projeto. Com $N_H = 8$, uma perda de pressão de 2,5 kPa no ar corresponde a uma velocidade de entrada de cerca de 23 m/s, de modo que o limite de pressão em geral governa o dimensionamento.
• Propriedades padrão: ar a 20 °C e 1 atm, partículas de quartzo (2650 kg/m³).
• O modelo despreza a carga de sólidos e o bypass e tende a superestimar a coleta das partículas mais finas; destina-se ao pré-dimensionamento.