View
233
Download
0
Category
Preview:
DESCRIPTION
ioioi
Citation preview
7/17/2019 Capitulo II_Fundamentos Teóricos
http://slidepdf.com/reader/full/capitulo-iifundamentos-teoricos-568dca5c1e7a4 1/20
9
Capitulo II. Fundamentos teóricos
Antecedentes
Zambrano, M (2004), “Diseo del sistema neum!tico del e"uipo secador de
bandas de la laminadora temple III de #idor C.$%.
&n este traba'o de aplicación proesional se diseó un ensao e*perimental
"ue identii"ue cuantii"ue las +ariables "ue determinan las condiciones necesarias
para aranti-ar el secado de banda e*iido por el est!ndar de calidad, seuidamente a
esto se elaboró el manual de operación mantenimiento, as como tambi/n los planos
del sistema neum!ticos del secador de andas del laminador 1emple III. &ste traba'o
aporto dierentes ecuaciones para el c!lculo en la selección del cilindro neum!tico.
osales, 3 (200), “Diseo de un sistema neum!tico para comprimir ballestas
delantera de camiones pesados%.
&ste traba'o de aplicación proesional se basó en anali-ar toda la inormación
pertinente del material de neum!tica, as como tambi/n la elaboración el diseo de
la estructura sica de la 5erramienta neum!tica tomando en cuenta los principios de
la eronoma. &ste traba'o aporto teora de suma importancia de la unidad demantenimiento de los cilindros neum!ticos.
Bases teóricas
$ continuación se presentan una serie de conceptos relacionados con el
presente traba'o de aplicación proesional con la inalidad de amiliari-ar al lector con
los temas t/rminos mencionados a lo laro de la in+estiación.
Neumática. #e6n Croser (7882) “9a tecnoloa de la neum!tica 'uea un
papel importante en la mec!nica desde 5ace muc5o tiempo. &ntretanto es incluida
cada +e- m!s en el desarrollo de aplicaciones automati-adas% (p. 7)
7/17/2019 Capitulo II_Fundamentos Teóricos
http://slidepdf.com/reader/full/capitulo-iifundamentos-teoricos-568dca5c1e7a4 2/20
10
&s ese sentido, Croser (7882) establece "ue la neum!tica es utili-ada para la
e'ecución de las siuientes unciones:
7. Detección de estados mediante sensores
2. ;rocesamiento de inormaciones mediante procesadores
. $ccionamiento de actuadores mediante elementos de control4. &'ecución de traba'os mediante actuadores
#e6n Crocer (7882) las caractersticas +enta'as de la neum!tica son:
7. Cantidad. &n pr!cticamente cual"uier luar se dispone de cantidades ilimitadas de
aire.
2. Transporte. &s !cil transportar aire a randes distancias a tra+/s de tuberas.. Almacenamiento. 1iene la posibilidad de almacenarse aire comprimido en
acumuladores.
4. Temperatura. &l aire comprimido es pr!cticamente indierente a oscilaciones de la
temperatura.
<. Seguridad. =o albera riesos en relación con ueo o e*plosiones.
>. Limpieza. &l aire comprimido no lubricado no contamina el ambiente.?. Composición. 9os elementos de traba'o son de composición sencilla por lo tanto,
su precio es relati+amente ba'o.
@. Velocidad. &l aire comprimido es un medio de traba'o r!pido, permite obtener
ele+adas +elocidades tiempos de conmutación cortos.
8. Sobrecarga. 9as 5erramientas los elementos neum!ticos pueden uncionar 5asta
"ue est/n totalmente detenidos.
Aire comprimido. Croser (7882) airma "ue para aranti-ar la iabilidad de un
mando neum!tico “es necesario "ue el aire "ue esta alimentado al sistema tena un
ni+el de calidad suiciente. &llo implica considerar los siuientes actores:% (p. @)
7. ;resión correcta2. $ire seco
. $ire limpio
#i no se acatan estas condiciones, es posible "ue se oriinen tiempos m!s
prolonados de inacti+ación de las m!"uinas adem!s, aumentar!n los costos de
ser+icio.
9a eneración del aire a presión empie-a por la compresión de aire. &l aire
pasa a tra+/s de una serie de elementos antes de llear 5asta el punto de su consumo.
7/17/2019 Capitulo II_Fundamentos Teóricos
http://slidepdf.com/reader/full/capitulo-iifundamentos-teoricos-568dca5c1e7a4 3/20
11
&l tipo de compresor su ubicación en el sistema inciden en maor o menor medida
en la cantidad de partculas, aceite aua incluidos en el sistema neum!tico.
#e6n Croser (7882) “&l aire "ue no 5a sido acondicionado debidamente
pro+oca un aumento de la cantidad de allos , en consecuencia, disminue la +ida
6til de los sistemas neum!ticos% (p. 8) &sta circunstancia se maniiesta de las siuientes maneras:
7. $umento del desaste de 'untas de pie-as mó+iles de +!l+ulas cilindros.
2. A!l+ulas imprenadas de aceite.. #uciedad en los silenciadores.
4. Corrosión de tubos, +!l+ulas, cilindros otros componentes.
<. 9a+ado de lubricación de los componentes mó+iles.$ continuación en la iura4 se muestra el sistema de abastecimiento del aire.
Figura 4. #istema de abastecimiento de aire
Fuente. Manual de estudio ni+el b!sico. Croser, ; (7882)
nidad de mantenimiento
#e6n Croser (7882) 9a unidad de mantenimiento combina los siuientes
elementos:
!. Filtro para aire a comprimido. &ste iltro libera las impure-as, sobre todoaua condensada. &l aire es conducido por una ua "ue la imprime un r!pido
mo+imiento circular, con lo cual las partculas m!s pesadas las otas de
aua son proectadas 5acia uera, a la pared de la cubeta del iltro, donde se
precipitan
7/17/2019 Capitulo II_Fundamentos Teóricos
http://slidepdf.com/reader/full/capitulo-iifundamentos-teoricos-568dca5c1e7a4 4/20
12
". #egulador de aire comprimido. &s el encarado de mantener la presión de
traba'o constante, proteer contra una sobre cara de presión.
. Lubricador de aire comprimido. Con este elemento, el aire es dotado de una
ina neblina de aceite. De este modo las pie-as mó+iles de los elementos
neum!ticos se pro+een de lubricante, disminu/ndose el ro-amiento el
desaste.
$ continuación en la iura < se muestra la unidad de mantenimiento de los
sistemas neum!ticos.
Figura $. Bnidad de mantenimiento de los sistemas neum!ticos
Fuente. Manual de estudio ni+el b!sico. Croser, ; (7882)
Actuadores neumáticos
Actuador. #e6n Croser (7882) %Bn actuador transorma la enera del aire
comprimido en traba'o. 9a seal de salida es controlada por el mando el actuador
reacciona a dic5a seal por acción de los elementos de maniobra% (p. 78)
#e6n Croser (7882) en neum!tica e*isten dos tipos de cilindros neum!ticos
(mo+imiento rectilneo) los cuales son:
7/17/2019 Capitulo II_Fundamentos Teóricos
http://slidepdf.com/reader/full/capitulo-iifundamentos-teoricos-568dca5c1e7a4 5/20
13
Cilindros de simple e&ecto. %9os cilindros de simple eecto reciben aire a
presión solo en un lado. ;or lo tanto solo pueden e'ecutar el traba'o en un sentido%
(Croser, 7882, p. 78).
&l retroceso est! a caro de un muelle incluido en el cilindro o se produce por
eecto de una uer-a e*terna. 9a uer-a del muelle 5ace retroceder el +!stao del
cilindro a suiciente +elocidad, pero sin "ue el cilindro pueda soportar una cara.
$ continuación en la iura > se muestra un cilindro de simple eecto.
Figura '. Cilindro de simple eecto
Fuente. Manual de estudio ni+el b!sico. Croser, ; (7882)
Cilindros de doble e&ecto. %9os cilindros de doble eecto poseen dos
cone*iones "ue son utili-adas correspondientemente para la alimentación la
e+acuación del aire a presión. recen la +enta'a de poder e'ecutar traba'os en ambossentidos% (Croser, 7882, p. 20).
$ continuación en la iura ? se muestra un cilindro de doble eecto.
7/17/2019 Capitulo II_Fundamentos Teóricos
http://slidepdf.com/reader/full/capitulo-iifundamentos-teoricos-568dca5c1e7a4 6/20
14
Figura (. Cilindro de doble e&ecto
Fuente. Manual de estudio ni+el b!sico. Croser, ; (7882)
9as +!l+ulas son elementos "ue reulan la puesta en marc5a, el paro, la
dirección, la presión o el caudal del luido.
#e6n dic5a unción las +!l+ulas se clasiican en:
Vál)ulas de cierre. #e6n Croser (7882) “lo"uean el paso en una dirección
lo abren en la dirección contraria% (p. 7)
9a presión en el lado de la salida e'erce una uer-a sobre el lado "ue blo"uea
, por lo tanto, apoa el eecto de estan"ueidad de la +!l+ula.
$ continuación en la iura @ se muestra una +!l+ula de cierre.
7/17/2019 Capitulo II_Fundamentos Teóricos
http://slidepdf.com/reader/full/capitulo-iifundamentos-teoricos-568dca5c1e7a4 7/20
15
Figura *. A!l+ula de cierre.
Fuente. Manual de estudio ni+el b!sico. Croser, ; (7882)
Vál)ulas de presión. “#on elementos "ue se encaran de reular la presión o
"ue son controladas por la presión% (Croser, 7882, p. <)
$ continuación en la iura 8 se muestra una +!l+ula de presión.
Figura +. Vál)ula de presión
Fuente. Manual de estudio ni+el b!sico. Croser, ; (7882)
Vál)ulas de caudal. %Dosiican la cantidad de luido "ue paso por ellas en
unidad de tiempo% (Croser, 7882, p. )
$ continuación en la iura 70 se muestra una +!l+ula de caudal.
7/17/2019 Capitulo II_Fundamentos Teóricos
http://slidepdf.com/reader/full/capitulo-iifundamentos-teoricos-568dca5c1e7a4 8/20
16
Figura !,. A!l+ula de caudal
Fuente. Manual de estudio ni+el b!sico. Croser, ; (7882)
Vál)ulas de )-as. Croser (7882) airma: “9as +!l+ulas de +as son dispositi+os
"ue inluen en el paso, el blo"ueo la dirección del lu'o del aire. &l smbolo de las
+!l+ulas inorma sobre la cantidad de cone*iones, la posición de conmutación sobre
el tipo de accionamiento% (p. 2>)
Vál)ulas de "" )-as. %1ienen dos cone*iones dos posiciones. &n la posición
cerrada, estas +!l+ulas no e+acuan el aire. &l tipo m!s recuente entre las +!l+ulas de
22 +as es la +!l+ula de asiento de bola% (Croser, 7882, p. 2>)
Vál)ulas de /" )-as. #e6n Croser (7882)
&stas permiten acti+ar o desacti+ar seales. 9as +!l+ulas de 2 +as
tienen tres cone*iones dos posiciones. 9a tercera cone*ión ()
permite la e+acuación del aire del conducto transmisor de la seal. Bn
muelle presiona una bola contra un asiento de +!l+ula, el paso de la
cone*ión "ue recibe presión 7(;) 5acia el conducto de traba'o 2($)
"ueda blo"ueado. 9a cone*ión 2($) es e+acuada a lo laro del +!stao
"ue abre el paso 5acia la cone*ión (). (;. 2?)
&l +!stao se encara de separar la bola de su asiento. $l eectuar esta
operación, es necesario superar la uer-a "ue e'erce el muelle de reposición ,
adem!s, la uer-a de presión.
$ continuación en la iura 77 se muestra una +!l+ula de 2 +as.
7/17/2019 Capitulo II_Fundamentos Teóricos
http://slidepdf.com/reader/full/capitulo-iifundamentos-teoricos-568dca5c1e7a4 9/20
17
Figura !!. A!l+ula de 2 +as
Fuente. Manual de estudio ni+el b!sico. Croser, ; (7882)
Vál)ula de $" )-as. %1ienen cinco cone*iones dos posiciones. &stas
+!l+ulas son utili-adas principalmente como elementos de maniobra para el
accionamiento de cilindros% (Croser, 7882, p. 28)
Croser (7882) &n su calidad de elemento de mando, estas +!l+ulas tienen un
/mbolo de mando "ue se encara de unir o separar los conductos correspondientes
eectuando el mo+imiento por"ue no es necesario superar la resistencia del aire
comprimido o de muelle. &n el caso de las +!l+ulas de corredera lonitudinal, es
posible aplicar todos los tipos de accionamiento, a sean manuales, mec!nicos,
el/ctricos o neum!ticos.
#e6n Croser (7882) en estas +!l+ulas, el recorrido de la operación de
accionamiento es considerablemente maor "ue en el caso de las +!l+ulas de asiento.
9a 'unta de asiento une la cone*ión 7(;) con 2() o con 4($). 9as 'untassecundarias del /mbolo unen las cone*iones de e+acuación de aire con las cone*iones
de escape. 9a +!l+ula tiene en ambos lados una unidad de accionamiento manual para
controlar el mo+imiento del /mbolo.
$ continuación en la iura 72 se muestra una +!l+ula de <2 +as.
7/17/2019 Capitulo II_Fundamentos Teóricos
http://slidepdf.com/reader/full/capitulo-iifundamentos-teoricos-568dca5c1e7a4 10/20
18
Figura !". A!l+ula de <2 +as
Fuente. Manual de estudio ni+el b!sico. Croser, ; (7882)
&slabón. #e6n =orton (200<) es un cuerpo rido "ue posee por lo menos dos
nodos "ue son puntos de unión con otros eslabones. (p. 2)
#e6n =orton (200<) los eslabones se clasiican en:
0slabón binario. &l "ue tiene dos nodos.
$ continuación en la iura 7 se muestra un eslabón binario.
Figura !/. Aista bidimensional de un eslabón binario
Fuente. &laboración propia
0slabón ternario. &l "ue tiene tres nodos.
$ continuación en la iura 74 se muestra un eslabón ternario.
=odo
7/17/2019 Capitulo II_Fundamentos Teóricos
http://slidepdf.com/reader/full/capitulo-iifundamentos-teoricos-568dca5c1e7a4 11/20
19
Figura !4. Aista bidimensional de un eslabón ternario
Fuente. 0laboración propia
0slabón cuaternario. &l "ue tiene 4 nodos.
$ continuación en la iura 7< se muestra un eslabón cuaternario.
Fiura 7<. Aista bidimensional de un eslabón cuaternario
Fuente. 0laboración propia
1unta. %&s una cone*ión entre dos o m!s eslabones (en sus nodos), la cual
permite al6n mo+imiento, o mo+imiento potencial, entre los eslabones conectados%
(=orton, 200<, p. 2). 9as 'untas tambi/n llamadas pares cinem!ticos se pueden
clasiicar de +arias maneras:
7. ;or el tipo de contacto en los elementos, de lnea, de punto o de supericie.
2. ;or el n6mero de rados de libertad permitidos en la 'unta.
. ;or el tipo de cierre sico de la 'unta: cerrada por uer-a o por orma.
4. ;or el n6mero de eslabones unidos (orden de la 'unta).
Cadena cinemática. #e6n =orton (200<) “&s un ensamble de eslabones
'untas interconectados de modo "ue produ-can un mo+imiento controlado en
respuesta a un mo+imiento suministrado% (p. 2<)
=odo
=odo
7/17/2019 Capitulo II_Fundamentos Teóricos
http://slidepdf.com/reader/full/capitulo-iifundamentos-teoricos-568dca5c1e7a4 12/20
20
Mecanismo. #e6n =orton (200<) “&s una cadena cinem!tica en la cual por lo
menos un eslabón se 5a i'ado o su'etado al marco de reerencia% (;. 2>)
2á3uina. “Bna combinación de cuerpos resistentes acomodados para 5acer
"ue las uer-as mec!nicas de la naturale-a realicen traba'o acompaadas por
mo+imientos determinadosE (=orton, 200<, p. 2>)
#e6n =orton (200<) “las cadenas cinem!ticas o mecanismos pueden ser
abiertos o cerrados% (p. 2>)
2ecanismo cerrado. =o tendr! puntos de i'ación abiertos o nodos, puede
tener uno o m!s rados de libertad% (=orton, 200<, p. 2>)
$ continuación en la iura 7> se muestra un mecanismo de cadena cerrada.
Figura !' . Mecanismo de cadena cerrada
Fuente. &laboración propia
2ecanismo abierto. #e6n =orton (200<) “una cadena con m!s de un eslabón
siempre tendr! m!s de un rado de libertad, por lo "ue se re"uiere tantos actuadores
como rados de libertad tena% (p. 2>)
$ continuación en la iura 7? se muestra un mecanismo de cadena abierta.
7/17/2019 Capitulo II_Fundamentos Teóricos
http://slidepdf.com/reader/full/capitulo-iifundamentos-teoricos-568dca5c1e7a4 13/20
21
Figura !(. Mecanismo de cadena abierta
Fuente. &laboración propia5uardas de seguridad
#e6n $sa5l iesGe (2070) la unción de una uarda “es e+identemente
mantener al operador uera del !rea de peliro, pero muc5as de ellas no tienen /*ito
en dic5a unción% (p. ?2)
$sa5l iesGe (2070) airman
$lunas solo cubren parte del !rea de peliro alrededor del punto de
operación, pero esto puede resultar riesoso. &*isten demasiados
traba'adores "ue e+itaran el propósito de la uarda pasando a tra+/s, por arriba, por aba'o, o alrededor de ella, e*poni/ndose "ui-! a un
rieso maor "ue si la uarda no e*istiera. Desde lueo cada uarda
tiene "ue ser remo+ible entre cada traba'o para propósitos de
mantenimiento o de coniuración, pero incluso esto debe considerarse
como incon+eniente, o los operadores liberaran la uardia para
"uitarla de su camino. =o deben utili-arse tuercas con ore'as o
dispositi+os de liberación r!pida para aseurar las uardas. #on
me'ores las tuercas los pernos, pero incluso me'ores "ue las tuercas
pernos ordinarios son los su'etadores de cabe-a 5ueca, como los
tornillos tipo $llen. (p. ?2)
#e6n $sa5l iesGe (2070) “9a maora de las uardas son met!licas
los diseos populares son metal e*pandido, 5o'as met!licas, metal perorado, o malla
de alambre como material de relleno% (p.?)
7/17/2019 Capitulo II_Fundamentos Teóricos
http://slidepdf.com/reader/full/capitulo-iifundamentos-teoricos-568dca5c1e7a4 14/20
22
#e necesita un marco seuro para mantener la interidad estructural de la
uarda. Cuando un tablero de uarda tiene m!s de 72 pies cuadrados, se pone en
rieso su riide- se necesitan componentes adicionales de soporte.
5uardas generales para ma3uinas
$sa5l iesGe (2070) airman “#i los administradores de seuridad son
capaces de enumerar las !reas con problemas establecer prioridades, necesitan
saber "u/ es lo "ue 5ace pelirosa a una m!"uina% (p. >2)
$ pesar de las randes dierencias entre las ma"uinas, parece "ue en eneral
comparten alunos riesos mec!nicos son estos los "ue se discutir!n primero.
#iesgos mecánicos$ continuación se citan riesos mec!nicos enerales de las ma"uinas, se6n
$sa5l iesGe (2070) 5a < a tomar en consideración:
7. ;unto de operación.2. 1ransmisión de potencia.
. ;untos de atrapamiento durante la operación.
4. ;artes rotati+as o reciprocantes de m!"uinas.<. Airutas, c5ispas o partes lan-adas al aire.
$sa5l iesGe (2070) airman "ue “los aparatos de transmisión de potencia
de las m!"uinas de orma caracterstica las correas poleas, constituen el seundo
rieso eneral m!s importante% (p. >)
;or lo eneral es m!s !cil colocar uardas en las correas en las poleas "ue
en el punto de operación. 9o com6n es "ue sea necesario tener acceso a las correas
a las poleas solo para mantenimiento de la m!"uina. &n tanto "ue el punto de
operación debe ser accesible, al menos en la pie-a de traba'o, cada +e- "ue se utili-a
la m!"uina. $un"ue es m!s sencillo colocar uardas en correas poleas.
$sa5l iesGe (2070) airman
9as m!"uinas "ue se alimentan con un material continuo eneran unrieso donde el material mó+il pasa 'unto a las partes de las ma"uinas
o entra en contacto con ellas. $ este rieso se le llama punto de
atrapamiento durante la operación o punto de atrapamiento de entrada.
Incluso en las ma"uinas "ue no est!n e"uipadas con alimentación
autom!tica, los puntos de atrapamiento durante la operación se
7/17/2019 Capitulo II_Fundamentos Teóricos
http://slidepdf.com/reader/full/capitulo-iifundamentos-teoricos-568dca5c1e7a4 15/20
23
presenta donde las correas entran en contacto con las poleas los
enranes con otros enranes. (p. >)
$ continuación en la iura 7@ se muestran e'emplos de sistemas de
transmisión de potencia.
Figura !*. Detalle de
sistema de
transmisión de
potencia de la
ma"uina li'adora
en la empresa
#anord rands Aene-uela 9.9.C.
Fuente. &laboración propia
$sa5l iesGe (2070) airman “9as partes mó+iles rotati+as o reciprocantes
pueden presentar riesos similares a los de las correas las poleas, a los puntos de
atrapamiento durante la operación, en realidad estas cateoras se traslapan% (p. >)
9as partes de la m!"uina "ue se mue+en de orma intermitente resultan
particularmente pelirosas. Durante la parte est!tica del ciclo los traba'adores pueden
ol+idar "ue la ma"uina se mo+er! posteriormente. &n esta cateora se encuentran los
aparatos de mane'o de materiales, pin-as o posicionadores, iual "ue los robots la
ma"uinaria controlada por computadora.
7/17/2019 Capitulo II_Fundamentos Teóricos
http://slidepdf.com/reader/full/capitulo-iifundamentos-teoricos-568dca5c1e7a4 16/20
24
$sa5l iesGe (2070) sealan "ue “las +irutas, c5ispas, o partes lan-adas al
aire, no son necesariamente el menos importanteH simplemente se mantiene como una
cateora de al6n modo dierente% (p. >4)
&s e+idente "ue muc5as ma"uinas lan-an +irutas o c5ispas "ue se eneran en
el punto de operación. 1ambi/n deben incluirse los ob'etos lan-ados al aire, por"ue
alunas +eces en realidad lo "ue se rompe es el producto "ue se est! abricando es
posible "ue las pie-as se proecten al operador. 1ambi/n puede suceder "ue se
rompan alunas partes de la m!"uina del mismo modo caian o sean lan-adas al
operario.#e6n $sa5l iesGe (2070) Bn medio para proteer a los traba'adores de
la +iruta o c5ispas presentes en el aire “es con un e"uipo de protección personal. #in
embaro, esto no resulta tan eica- como utili-ar uardas en las m!"uinas para
proteer al operador a los otros traba'adores cercanos% (p. ><)
Ciclones industriales
a5amonde (200@) airma: “9os ciclones utili-an la inercia para remo+er las
partculas de la corriente del as. enerado por una uer-a centrua a la corriente de
as, normalmente en una c!mara de orma cónica% (p. <)
&n el ondo del ciclón, la dirección del as se in+ierte sube en espirales por
el centro del tubo saliendo por la parte superior.
“9as partculas en la corriente del as son or-adas 5acia la pared del ciclón
por la uer-a centrua del as en rotación, pero se les opone la uer-a de arrastre
delas "ue pasa por el ciclón 5acia la salida% (a5amonde, 200@, p. <). Con las
partculas m!s randes, la inercia +ence a la uer-a de arrastre, 5aciendo "ue las
partculas alcancen la pared del ciclón sean colectadas. Con las partculas m!s
pe"ueas, la uer-a de arrastre es maor "ue la inercia, ocasionando "ue las partculas
salan del ciclón 'unto con el as.a5amonde (200@) airma: “9a ra+edad tambi/n 5ace "ue las partculas m!s
randes "ue llean a la pared del ciclón ba'en 5acia la tol+a% (p. >)
7/17/2019 Capitulo II_Fundamentos Teóricos
http://slidepdf.com/reader/full/capitulo-iifundamentos-teoricos-568dca5c1e7a4 17/20
25
&n resumen podramos decir "ue, el ciclón es esencialmente una c!mara de
sedimentación en "ue la aceleración ra+itacional se sustitue con la aceleración
centriua.
$ continuación en la iura 78 se muestra el mo+imiento de las partculas de
un ciclón.
Figura !+. Mo+imiento de las
partculas maores 5acia las paredes
del ciclón debido a la uer-a
centriua
Fuente. Diseo construcción de un separador ciclónico para la industria na+al. a5amonde, 3 (200@)
a5amonde (200@) airma
9os ciclones constituen uno de los medios menos costosos de
recolección de pol+o, tanto desde el punto de +ista de operación como
de la in+ersión. &stos son b!sicamente construcciones simples "ue no
cuentan con partes mó+iles, lo cual acilita las operaciones de
mantenimientoH pueden ser 5ec5os de una amplia ama de materiales
pueden ser diseados para altas temperaturas ("ue ascienden incluso a
7000 JC) presiones de operación bastante altas. (;. ?)
9os ciclones son adecuados para separar partculas con di!metros maores de
< KmH aun"ue partculas muc5os m!s pe"ueas, en ciertos casos, pueden ser
separadas. (a5amonde, 200@, p. @)
#e6n a5amonde (200@) 9a uer-a centrua enerada por los iros del as
dentro del ciclón puede ser muc5o maor "ue la uer-a ra+itacional, a "ue la uer-a
7/17/2019 Capitulo II_Fundamentos Teóricos
http://slidepdf.com/reader/full/capitulo-iifundamentos-teoricos-568dca5c1e7a4 18/20
26
centrua +ara en manitud dependiendo de la +elocidad de iro del as del radio
de iro.
1eóricamente el aumento de la +elocidad de entrada al ciclón implicara un
aumento de la uer-a centrua por lo tanto un aumento de la eiciencia, sin
embaro +elocidades de entrada mu altas eneran la re suspensión de material
particulado de las paredes internas del ciclón, lo cual disminue la eiciencia del
ciclónH adicionalmente aumentar la +elocidad de entrada implica maor consumo de
enera. (a5amonde, 200@, p. 8)
a5amonde (200@) airma
&n un ciclón el as entra en la c!mara superior tanencialmente
desciende en espirales 5asta el !pice de la sección cónicaH lueoasciende en un seundo espiral, con di!metro m!s pe"ueo, sale por
la parte superior a tra+/s de un ducto +ertical centrado. 9os sólidos se
mue+en radialmente 5acia las paredes, se desli-an por las paredes,
son recoidos en la parte inerior. (p. 8)
&l diseo apropiado de la sección cónica del ciclón oblia al cambio de
dirección del +órtice descendente, el +órtice ascendente tiene un radio menor, lo "ue
aumenta las +elocidades tanencialesH en el cono se presenta la maor colección de
partculas, especialmente de las partculas pe"ueas al reducirse el radio de iro.
$ continuación en la iura 20 se muestran los +/rtices de un ciclón industrial.
7/17/2019 Capitulo II_Fundamentos Teóricos
http://slidepdf.com/reader/full/capitulo-iifundamentos-teoricos-568dca5c1e7a4 19/20
27
Figura ",. A/rtices de un ciclón
industrial
Fuente. Diseo construcción de un
separador ciclónico para la
industria na+al. a5amonde, 3
(200@)
Ciclones comerciales
;arGer (78@) airma&s probablemente, el aparato de limpie-a de ases m!s sencillo de alta
eicacia de "ue se dispone , en consecuencia, el de m!s ba'o costo. 9a
temperatura de traba'o solo est! limitada por los materiales de
construcción. &l material m!s corriente es acero sua+e, con un lmite
de traba'o pró*imo a los 4<0J C. &l 5acerlo a temperaturas superiores
se reduce a la cuestión económica de utili-ar re+estimientos o
materiales reractarios m!s caros "ue el acero. (p. 24)
;or lo eneral, el ciclón posee la maor eicacia posible de os aparatos
separadores por inercia. $ continuación en la iura 27 se muestra un ciclón sencillo
"ue consta de un recipiente cilndrico.
7/17/2019 Capitulo II_Fundamentos Teóricos
http://slidepdf.com/reader/full/capitulo-iifundamentos-teoricos-568dca5c1e7a4 20/20
28
Figura "!. Flu'o de as en un
ciclón simple
Fuente. Contaminación del
aire por la industria. ;arGer, $.
(78@)
;arGer (78@) airma&l peso especico de la maora de los materiales recoidos en los
ciclones +ara desde 2 a <, incluidos los minerales. Mientras la eicacia
de ciclones tales como los construidos de ases carados de pol+o
supera el 88L para las partculas, de 7 Km, estos ciclones tienen
solo unos pocos centmetros de di!metro con c!maras mu pe"ueas.
;ara la limpie-a de ases industriales a maor escala, los ciclones
suelen estar predominantemente limitados al pol+o superior a 70 Km
de di!metro si se necesitan altas eicacias. (p. 244)
Recommended