Embasamento teórico
O ciclone é um equipamento usado para separar partículas suspensas em uma corrente de
gás, usando a força centrífuga. O fluxo de gás carregado de partículas entra no ciclone por
meio de uma entrada tangencial, resultando em um movimento rotacional (vórtice) no corpo
cilíndrico. Este vórtice leva as partículas mais densas para as paredes do ciclone, devido à
força centrífuga que atua de forma muito superior à gravidade (pelo menos 5 a 2500 vezes
a aceleração da gravidade, dependendo da aplicação)
A separação ocorre em dois fluxos principais:
1. Vórtice externo: o gás, junto com as partículas, entra no ciclone e forma um vórtice
em espiral descendente em direção ao cone. Ao girar o vórtice externo, as partículas
são arrastadas para as paredes do ciclone devido à força centrífuga.
2. Vórtice interno: após atingir o cone do ciclone, o fluxo de gás se inverte, formando
um vórtice ascendente que flui pelo centro do ciclone, eventualmente saindo pela
tubulação central (chamada de duto de exaustão), agora livre das partículas mais
densas.
As partículas que atingem as paredes perdem a velocidade e são arremessadas para o
fundo do ciclone, de onde são recolhidas.
Famílias de Ciclones
Os ciclones podem ser divididos em diferentes grupos de acordo com as suas
características de design, eficiência de separação e finalidade. Dentre as famílias mais
populares, destacam-se as que mais são conhecidas.:
1. Ciclones de Lapple
A família dos ciclones Lapple é uma das mais tradicionais e amplamente usadas no setor
industrial. Os ciclones Lapple são criados a partir de um conjunto de equacionamentos
empíricos que definem suas dimensões e a eficiência de separação para diferentes
tamanhos de partículas. O modelo de Lapple é fundamentado na ideia de que o diâmetro de
corte (partícula mínima que pode ser separada) está diretamente relacionado à velocidade
de entrada e ao diâmetro do ciclone.
Os ciclones de Lapple seguem proporções geométricas padronizadas, que são usadas
como base para criar ciclones de diferentes capacidades. A equação de Lapple determina o
diâmetro de corte (dpc), que supõe que partículas com o tamanho dpc são separadas com
eficiência de 50%
A equação básica do diâmetro de corte no modelo Lapple é:
