Aplicaciones

Aplicación 1: industria cemento portland filtro de mangas

Una industria de cemento desea estimar las dimensiones de un filtro de mangas de tipo pulsos, siendo aplicables las siguientes especiicaciones:

     Caudal de gas a procesar                               50000 CFM

     Diámetro de particula                                     7 µ      

     Carga de particulado                                      4 gr/cu.ft. (c. 9.2 g/m3)

     Temperatura de gas                                        135°C (275 °F)

Tomando A = 9 para caracterizar el tipo de particulado industrial y B = 0.8 para penalizar la aplicación como proceso (vs. simple venteo), es evaluación directa de la fórmula ya comentada:

V = 2.878 * A * B * T^-0.2335 * L^-0.06021 * (0.7471+0.0853 Ln D)

V = 2.878 * 9 * 0.8 * 275°F^-0.2335 * 4 gr/cu.ft.^-0.06021 * (0.7471+0.0853 Ln 7µ) = 4.69 fpm

El área de mangas resulta entonces:

            50000 CFM / 4.60 fpm = 10660 sq.ft. = ca. 991 m2

Suponiendo una pérdida de carga de 12 pulgadas de columna de agua, el dimensionamiento del ventilador asociado sería el siguiente:

BHP = 50000 CFM * 12” * 0.000181 = 108.6 kW = ca. 146 HP

Veamos a continuación el cálculo planillado que incluye a efectos comparativos/ilustrativos el detalle del cálculo incluyendo resultados asociados a otros tipos de particulados, a efectos de visualizar la importancia de la caracterización de la fase gas.

			PulseJetSizer
					rango
factor material consttitutivo			9		(15-6)		refleja naturaleza del material a retener, e.g. ceniza, negro humo, yeso, leche en polvo, pigmentos
factor aplicación			0.8		(1-0.8)		refleja tipo de operación, e.g. simple venteo, molinería, proceso
temperatura			275	°F	(50-275)	135.0	°C					e.g. target out µg/m3
inlet dust loading			4	gr/cu.ft.	(0.05-100)	9.153	g/m3	9153	mg/m3	9153456	µg/m3	15000	99.83613	%
mass mean particle diameter			7	µm	(3-100)		cloth area					15	mg/m3	0.015	g/m3
caudal fase gas			50000	ACFM	84951	m3/h	sq.ft.	m2				0.006555	gr/cu.ft
gas-to-cloth ratio V			4.69	fpm			10663	991.0
limpieza de filtro realizada cada			10	minutos		Wo =	0.0268	lb/sq.ft.	0.1308	kg/m2
(I.e. tiempo o duración de servicio entre pulsos de limpieza)
presión de aire de limpieza			100	psig	(arbitraria)
K2 resistencia específica			15		(arbitraria)
caída de presión para un modelo fieltro Dacron y ceniza - puede no aplicarse
deltaP =	3.31	" H2O a través del fieltro
	luego
		deltaP del recinto		3.00	(estimado)
		deltaP fieltro		3.31
		deltaP ductos		4.00	(estimado)
		total pressure drop		10.31	inches H2O		0.37	psi(g)	fraas.421
base							limpieza c/			cloth area			deltaP	deltaP	deltaP	deltaP total
ACFM	fmc	fa	t	idl	mmpd	psig	minutos	K2	g/c  fpm	sq.ft.	m2	Wo lb/sq.ft	recinto	fieltro	ducto	" H2O	psig	BHPa	BHP
50000	9	0.8	275	4	7	100	10	15	4.69	10663	991	0.0268	3.00	3.31	4.00	10.31	0.37	111.3	125.1
50000	15	0.8	275	4	7	100	10	15	7.82	6398	595	0.0447	3.00	7.62	4.00	14.62	0.53	157.7	177.3
50000	12	0.8	275	4	7	100	10	15	6.25	7997	743	0.0357	3.00	5.26	4.00	12.26	0.44	132.2	148.6
50000	10	0.8	275	4	7	100	10	15	5.21	9596	892	0.0298	3.00	3.91	4.00	10.91	0.39	117.7	132.4
50000	9	0.8	275	4	7	100	10	15	4.69	10663	991	0.0268	3.00	3.31	4.00	10.31	0.37	111.3	125.1
50000	6	0.8	275	4	7	100	10	15	3.13	15994	1486	0.0179	3.00	1.79	4.00	8.79	0.32	94.8	106.6
psi (g) * 27.81 = inches H20 (fraas.421)
BHPa = CFMs * psig * 0.006
BHP = CFM * inches H2O * 0.000181 * 1.34
	fmc	m2
	15	595
	12	743
	10	892
	9	991
	6	1486

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