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Alumno Paulo Arriagada Profesor Humberto Palza Auxiliar Jorge Sánchez

IQ4304 – Operaciones Sólido Fluido. Predicción y mediciones de las distribuciones de presión y velocidad en filtros cerámicos rígidos cilíndricos y cónicos*. Alumno Paulo Arriagada Profesor Humberto Palza Auxiliar Jorge Sánchez.

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Presentation Transcript

  1. IQ4304 – Operaciones Sólido Fluido Predicción y mediciones de las distribuciones de presión y velocidad en filtros cerámicos rígidos cilíndricos y cónicos* Alumno Paulo Arriagada Profesor Humberto Palza Auxiliar Jorge Sánchez *Prediction and measurements of the pressure and velocity distributions in cylindrical and tapered rigid ceramic filters - T.G. Chuaha, C.J. Withers, J.P.K. Seville - Separation and PurificationTechnology – ScienceDirect. - 2004

  2. Filtros Cerámicos Rígidos • Es un aparato de filtración para remover partículas desde gases a alta temperatura. • En los filtros rígidos la separación se realiza mediante un efecto barrera. • El mecanismo de separación se basa en la formación de una torta de material en la superficie del filtro. • Eficiencias de retención muy altas, mayores del 99%. • El material constituyente de los filtros es de tipo poroso.

  3. Filtros Cerámicos Rígidos Figura 1: Ilustración de filtro cerámico tipo “candela”.

  4. Objetivos • Estudiar el flujo de gas en los modos de filtración y de flujo reverso. • Con ello, es posible mejorar la eficiencia de limpieza del filtro. • Así, es útil investigar la caída de presión, pues da una idea sobre cómo la torta del filtro fue formada en la superficie.

  5. Método experimental • Filtros cilíndrico y cónico. • Se realizan agujeros a lo largo del tubo, cada cierta distancia, para insertar un tubo Pitot. • El flujo volumétrico y la velocidad de flujo se calculan según:

  6. Modelado • Supuestos: • Presión externa constante • La velocidad local es proporcional a la caída de presión local • El medio es uniforme a lo largo del tubo • La pérdida de presión axial se debe solo a cambios en el momentum del gas y a la fricción con la pared • Gas incompresible • Se utiliza la siguiente ecuación:

  7. Modelo del filtro Figura 2: Esquema del flujo en la dirección de filtración

  8. Resultados Gráfico 1: Diferencia de presión en filtración en filtro cilíndrico.

  9. Resultados Gráfico 2: Diferencia de presión en filtración en filtro cónico.

  10. Resultados Gráfico 3: Diferencia de presión en flujo inverso en filtro cilíndrico.

  11. Resultados Gráfico 4: Diferencia de presión en flujo inverso en filtro cónico.

  12. Resultados Gráfico 5: Velocidad axial en flujo inverso en filtro cilíndrico.

  13. Resultados Gráfico 6: Velocidad axial en flujo inverso en filtro cónico.

  14. Resultados Figura 3: Arrastre de gas circundante en la entrada del filtro.

  15. Resultados Gráfico 7: Variación de la diferencia de presión al aumentar el coeficiente de fricción.

  16. Resultados Gráfico 8: Variación del momentum al aumentar el coeficiente de fricción.

  17. Resultados Gráfico 4: Variación de la fricción al aumentar el coeficiente de fricción.

  18. Conclusiones • Un modelounidimensionalesbastanteadecuadoparapredecir la distribución de la diferencia de presión. • En general, la simulaciónsubestima la diferencia de presión en la filtración. • El término de fricción en el modelotieneunafuerteinfluencia en la simulación del flujoinverso. • La desigualdiferencia de presiónpuede ser reducidausando un filtrocónico. • Los cálculosmuestranunabuenaaproximación con los datosexperimentales.

  19. Gracias por la atención • ¿Preguntas?

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