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Ciclone de fluxo reverso com as proporções padrão de Lapple, para separação gás–sólido. Todas as dimensões são múltiplos fixos do diâmetro do corpo Dc, 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:
em que Vi é a velocidade de entrada, Ne=6 o número de voltas efetivas, NH=KHW/De2 o número de cargas cinéticas da entrada (K=16), ρp e ρ as densidades da partícula e do gás e μ a viscosidade do gás. Proporções padrão: L1=L2=2Dc, H=De=Dc/2, W=Dd=Dc/4, L3=5Dc/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 NH=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.
Referências
LAPPLE, C. E. Processes use many collector types. Chemical Engineering, v. 58, n. 5, p. 144-151, 1951.
SHEPHERD, C. B.; LAPPLE, C. E. Flow pattern and pressure drop in cyclone dust collectors. Industrial & Engineering Chemistry, v. 31, n. 8, p. 972-984, 1939.
COOPER, C. D.; ALLEY, F. C. Air Pollution Control: A Design Approach. 4. ed. Long Grove: Waveland Press, 2011.
CIMBALA, J. M. Lesson 12B: Lapple Cyclone. A Practical Application of Inertial Separation.