Les cyclones
Dépoussiérage par force des forces d’inertie et centrifuges = des obstacles sont placés sur la trajectoire du flux gazeux. Les particules entraînées par le flux gazeux ont tendance à suivre une trajectoire rectiligne, en raison de leur inertie. Elles entrent ainsi en collision avec l'obstacle, alors que le flux gazeux est détourné et le contourne. Les particules s'en trouvent donc séparées. C'est le principe des séparateurs à chicanes, à jalousies ainsi que des cyclones
Principe des cyclones = La force centrifuge est une forme particulière de la force d'inertie. Elle s'applique aux particules de poussière lorsqu’un mouvement de rotation est imprimé au gaz vecteur. C'est ce principe qui est exploité dans les cyclones ou séparateurs centrifuges (figure 8).
Dans le vortex (hélice) ainsi créé, les particules de poussière sont soumises à une force d'accélération centrifuge qui les pousse vers les parois latérales du cyclone. Elles glissent sur les parois, se déposent par gravité dans des trémies et sont ainsi extraites du flux gazeux. Cette accélération centrifuge est de cent à mille fois plus importante que la force d'accélération de la pesanteur.
Hydrodynamique des cyclones (figure 10). : Dès son entrée dans l'appareil, le fluide amorce une spirale descendante se mouvement se poursuit en s'accélérant dans la partie conique puis les contraintes constructives de l'appareil provoquent le retour du gaz qui décrira encore une spirale, ascendante cette fois, intérieure à celle qui descend le long de la paroi.
A un niveau déterminé de l’appareil et à une distance r de l’axe, une particule solide est soumise à la force centrifuge qui l’éloigne de l’axe. la vitesse limite de chute radiale de la particule par :
v = (ρd . d^2 . vt^2) / (18 μ . r)
ρd : masse volumique des particules de poussières (kg/m3)
d : diamètre de la particule (m)
μ : viscosité du gaz (kg/m.s)
r : distance de l’axe (m)
-vt : vitesse tangentielle du fluide (m/s)
La vitesse radiale vr du fluide exerce une action centripète sur la particule et par conséquent l'attire vers l'axe
Si la vitesse v est supérieure à vr, la particule sera attirée vers la paroi, entraînée par le flux descendant et captée.
Si la vitesse v est inférieure à vr, la particule sera attirée vers l'axe, entraînée par le flux montant et perdue.
Formules de diamètre critique sur connected
La vitesse du gaz qui influence l'efficacité de l'appareil détermine également la perte de pression au passage de l'appareil.
ΔP = 4 . vt0^2 . ρf
vt0 : vitesse du fluide contre les parois (m/s)
ρf : masse volumique du fluide (kg/m3)
ΔP : pertes de charge (Pa)