Relatorio Ciclone

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TRANSPORTE E SEPARAÇÃO PNEUMÁTICA: SISTEMA SÓLIDO – GÁS
¹Daiane Antunes, ¹Flávia Échila, ¹Lorena Santos,¹Marlene Souza, ¹Rosilany Soares, ¹Shara Katerine
¹ Acadêmicas de Engenharia Química - Instituto Federal do Norte de Minas Gerais, Av. Dois, 300, Campus Montes Claros,39404-070 Montes Claros, MG, Brasil
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Resumo
Este experimento irá analisar dois sistemas particulados diluídos: a câmara gravitacional e o ciclone. Ambos os sistemas são largamente aplicáveis à indústria, normalmente em situações que se espera separar um material particulado de uma corrente gasosa, devido às especificações ambientais e até mesmo operacionais. Além de realizar análises qualitativas, este trabalho propõe análises quantitativas a fim de se verificar o desempenho fluidodinâmico das partículas desses sistemas de transporte pneumático e compará-lo com dados apresentados pela literatura.
Palavras-chave: Sistemas particulados, Ciclone, Câmara gravitacionais.
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Introdução
	A definição de transporte pneumático em fase densa significa uma pequena quantidade de ar para movimentar uma grande quantidade de sólidos a granel de forma pulsante em porções através da linha de transporte, em que baixas velocidades são utilizadas na faixa de 0,2 a 5,0 m/s, o que pode ser justificado pela manipulação mais delicada dos sólidos altamente abrasivos que não suportam degradação, ou seja, este processo é o mais indicado aos materiais frágeis, granulares e cristalinos. Enquanto que os sistemas pneumáticos em fase diluída (baixa pressão; 14psi), utilizam grande quantidade de ar para remover quantidades relativamente pequenas de material em uma suspensão a altas velocidades da ordem de 10 a 30 m/s).		Dessa forma o engenheiro dispõe de quatro escolhas típicas para especificação de um sistema de transporte pneumático, a escolha entre operar em regime de fase diluída ou densa, depende basicamente das propriedades dos sólidos em questão, um exemplo é quando se dispões de produtos mais abrasivos e que degradam facilmente uma operação a uma velocidade mais baixa é o mais indicado.		O transporte pneumático refere-se ao movimento de partículas sólidas em um fluxo de gás através de tubos horizontais e/ou verticais, e são muito utilizados devido às vantagens como: baixo custo de manutenção e operação e à grande variabilidade de produtos transportados. A escolha do tipo de equipamento a ser usado para promover a separação irá depender do tamanho da partícula, da concentração, densidade, vazão, temperatura e demais parâmetros físico químicos do gás, um exemplo clássico são as câmaras gravitacionais e ciclones.
	As câmaras gravitacionais como mostra a figura 1 abaixo, são sedimentadores, cujo objetivo é retirar poeiras de correntes gasosas. Sua utilização ocorre principalmente em indústrias que possuem gases muitos sujos em termos de material particulado.
Figura 1. Câmara Gravitacional para coleta e classificação de partículas.
	É um método baseado na sedimentação livre, considerando o próprio peso e a velocidade terminal das partículas. Estas câmaras apresentam área transversal suficientemente grande através da qual, gases passam com baixa velocidade, dando tempo suficiente para que partículas possam sedimentar no fundo ou na base da câmara. O funcionamento da câmara pode ser melhorado incluindo-se chicanas ou telas, permitindo o aumento da velocidade. O sólido é recolhido em funis do fundo da câmara. Apresentam como vantagem o baixo custo, pouco desgaste, consomem pouca potência e podem receber os gases a altas temperaturas. 				São aplicados normalmente como pré-coletores em indústrias, coletas de cinzas em caldeiras movidas a carvão e operações de refino de metais.
	Já os ciclones são utilizados para coletar partículas de maior tamanho e peso específico de modo a proporcionar uma redução da carga de coleta, induzindo ao movimento rotatório ao gás, de modo que a força centrífuga torne maior que o peso e a coesão, assim resultam num lançamento das partículas contra as paredes, separando-as do fluxo do gás. A entrada de gás é tangencial à periferia da parte alta do cone de modo a criar um fluxo descendente que ao encontrar a parte inferior retorna como fluxo helicoidal ascendente até a boca de saída na parte superior do equipamento. As partículas sólidas em suspensão no ar, são submetidas a ação da força centrífuga, tendendo a se deslocar para a película de ar junto às paredes do ciclone. Tal como na câmara de poeira, o princípio de funcionamento do ciclone é inercial, isto é, as partículas se separam do gás pelo fato de que ρs> ρ. Entretanto, no ciclone, a queda das partículas se dá na direção radial, sob a ação de um campo centrífugo de forças, o que implica observador não inercial (PEÇANHA, 2014).
	Apresentam vantagens como o baixo custo, fácil operação, consumo relativamente baixo de potência, facilidade em manutenção e construção, embora apresente desvantagens como restrição de rendimento a certos limites de porosidade, desgaste rápido com pó de alta dureza e velocidade, além de poder entupir com poeiras pegajosas ou úmidas.
	Os ciclones são normalmente empregados na classificação de tamanhos de partículas, em operações onde a coleta extremamente alta de partículas não é crítica, na coleta de partículas grossas, para atuar como aparelhos que fazem uma limpeza prévia em linhas que tenham coletores que retém a maioria das partículas finas, no controle de poluição. Atua também coletor de produtos após secadores de leito fluidizado, pneumáticos.
	Quanto às configurações, este pode ser utilizado em série ou paralelo, a primeira é recomendada quando a distribuição de partículas é muito ampla, com partículas de tamanhos 7 menores que 10 ou 15µm até com partículas muito grandes e abrasivas (partículas menores removidas pelo ciclone de alta velocidade e partículas maiores removidas pelo ciclone de baixa velocidade) e quando são partículas finas, mas ocorre floculação em um equipamento precedente ou no próprio ciclone. Já as configurações em paralelo são indicadas se a vazão de gás a tratar for muito grande, respeitando a queda de pressão.
Objetivos
Este experimento possui o objetivo de estudar as variáveis fluidodinâmicas envolvidas num transporte pneumático de uma suspensão sólida de granulometria variada em uma corrente gasosa, além de estudar as variáveis envolvidas em sistemas de retenção de materiais particulados para uma Câmara gravitacional e para um ciclone convencional.
Metodologia
Materiais
Bancada didática para sistemas particulados; 
Balança; 
Câmara gravitacional; 
Ciclone; 
Filtro de manga; 
Cronômetro; 
Manômetro de líquido inclinado; 
Particulado de Magnesita; 
Pellets; 
Silo e sistema de alimentação de sólidos; 
Sistema de realimentação de sólidos; 
Tubo Venturi; 
Procedimento Experimental
Realizou-se primeiramente os ensaios em Circuito Pneumático Fechado, observou-se a fluidodinâmica do sistema partículas-ar no duto, velocidade de deslizamento e velocidade terminal das partículas, fez-se o mesmo para a Câmara gravitacional e para o Ciclone.
Montou-se o circuito pneumático para regime fechado com partículas homogêneas ou seja, de mesma densidade e mesma granulometria. Colocou-se no silo de alimentação uma determinada carga de particulado de aproximadamente 2 a 3 litros, abriu-se a Válvula no ramo R1 da Câmara Gravitacional, deixando-se a válvula V2 fechada e ligou-se o soprador centrífugo, deixando-o em vazão mínima, em seguida aumentou-se a vazão para a determinação da velocidade mínima de arraste destas partículas. E aumentou-se a velocidade de ar de modo a observar a fluidodinâmica das partículas na Câmara gravitacional, o mesmo procedimento foi feito para o Ciclone.
O mesmo procedimento foi realizado para os dois sistemas de transporte pneumático, embora com partículas de mesma densidade e granulometria diferente,.
Em seguida modificou-sea carga para partículas de diferentes densidades e mesma granulometria.
Montou-se o circuito pneumático aberto com o objetivo de determinar e quantificar os quarteamentos das partículas em função das condições fluidodinâmicas operacionais da Câmara e do Ciclone, primeiramente realizou-se o ensaio com partículas homogêneas (mesma densidade e mesma granulometria)
Num segundo momento repetiu-se o item anterior para os dois sistemas analisados com partículas heterogênas de mesma granulometria e diferentes densidades.
Por fim utilizou-se partículas heterogêneas de mesma densidade e diferentes granulometrias para a verificação do desepenho dos sistemas de transporte pneumático.
Resultados e Discussão
Transportadores pneumáticos: transportam particulados através de tubos aéreos, neste caso, por meio de sucção, também denominado por Baixa Pressão e os produtos neste tipo de equipamento podem sofrer aglomeração.
4.1 Identificação do tipo de Ciclone
Sabendo-se que os ciclones podem ser do tipo Lapple ou Stairmand, primeiramente realizou-se uma verificação do seu dimensionamento para a correta classificação do equipamento. A figura 2, apresenta as razões dadas pela literatura para a correta classificação dos ciclones. 
Figura 2: Geometria de Ciclones
Fonte: [1]
A tabela 1, abaixo representa os valores registrados pelo fornecedor (ECO).
Tabela 1: Dimensões do Ciclone
	Dimensões do Ciclone (mm)
	Bc
	44
	Dc
	190
	Do
	104
	Sc
	125
	Hc
	94
	Lc
	399
	Zc
	386
	Du
	44
	Bc/Dc
	0.23
	Do/Dc
	0.55
	Hc/Dc
	0.49
	Lc/Dc
	2.10
	Sc/Dc
	0.66
	Zc/Dc
	2.03
	Du/Dc
	0.23
Fonte: ECO (fornecedor)
Comparando-se as razões dispostas na tabela 1 com o dimensionamento da figura 1, pode-se perceber que no ciclone em questão, as razões Bc/Dc, Do/Dc, Hc/Dc, Lc/Dc, Sc/Dc, Zc/Dc e Du/Dc, aproximam-se muito das dimensões que caracterizam um LAPPLE, entretanto, não se assemelham com total exatidão. Por esse motivo dizemos que ele não será um Lapple perfeito e tal classificação influencia os cálculos de queda de pressão do equipamento, bem como outros parâmetros.
Tabela 2: Dimensões da Câmara Gravitacional
	Dimensões(mm)
	C
	900
	L
	300
	H
	150
Fonte: ECO (fornecedor)
Para os procedimentos seguintes foram utilizados os dados registrados dispostos na tabela 3, abaixo:
Tabela 3: Dados do experimento
	Dados para o experimento
	T(°C)
	27.1
	dens. Ar(kg/m3)
	1.2
	dens. Água(kg/ m3)
	996.5
	d. menor do venturi (mm)
	52.5
	D maior do venturi (mm)
	75.0
	Beta
	0.7
	dens. Magnesita(kg/ m3)
	2880.0
	dens. Pellt rosa (kg/ m3)
	1136.36
	Viscosidade do ar (Pa.s)
	1.86E-05
Fonte: próprio autor
4.2- Calibração e Verificação do Equipamento
Antes de dar início aos experimentos, fez-se a verificação da vedação completa do equipamento com o intuito de detectar alguma vazão de ar ou montagem incorreta do mesmo. Além disso, realizou-se a calibração da rosca de alimentação para correto ajuste de dados. As curvas de calibração seguem dispostas nas figuras abaixo:
Figura 3: Curva de Calibração para partícula rosa
Figura 4: Curva de calibração para a partícula magnesita
Fonte: [Próprio autor]
Os gráficos dispostos nas figuras 3 e 4, apresentam bons coeficientes de determinação. Porém é possível perceber que para um controle de alimentação menor que dois, para a partícula rosa, e menor que 3, para a partícula magnesita, não se impulsiona vazões de alimentação. Em ambos os casos, a equação de calibração encontra-se disposta nos respectivos gráficos.
4.3- CAMARA GRAVITACIONAL
Fenômenos ocorridos em função do aumento da velocidade 
À medida em que se aumenta demasiadamente a potência do equipamento, (a partir do valor necessário para iniciar a suspensão do particulado) percebe-se também um aumento na velocidade de escoamento do sistema particulado/ar. Com isso, o particulado tende a passar pela câmara com uma velocidade horizontal maior e tal fenômeno reduz o seu tempo de residência na mesma e consequentemente a possibilidade de sua coleta. Logo, o aumento da velocidade, a partir do ponto ótimo de operação, mostra-se inversamente proporcional a eficiência de coleta das partículas na Câmara.
Velocidade de entrada na câmara e velocidade relativa em cada tremonha
De posse dos dados coletados e da equação da velocidade relativa, pode-se calcular a velocidade relativa real (Vret) entre partícula e fluido para cada uma das tremonhas, bem como a velocidade de entrada na câmara. Os resultados seguem dispostos na tabela 4, abaixo:
Tabela 4: Velocidades Relativas das tremonhas
Fonte: Próprio autor
A tabela acima expõe as velocidades mínimas para cada uma das câmaras, percebe-se que para que a partícula se sedimente na primeira tremonha, menor velocidade é demandada, da mesma forma, para atingir-se a última câmara, maior velocidade é necessária.
De acordo com a literatura, a velocidade de gás na câmara deve ser pequena para evitar redispersão das partículas. Sabe-se que a faixa ideal da literatura 0,02-0,6 m/s até 1,5/3,0 m/s. A tabela 4 dispõe velocidades de entrada compatíveis com a sugerida pela literatura. Este gráfico mostra a calibração da velocidade de entrada na câmara em função da altura manométrica . para verificarmos a velocidade ótima seria necessário um gráfico de velocidade em função da eficiência de coleta.
Figura 5: Velocidade ótima na câmara
Fonte: próprio autor
Quarteamento das partículas
À medida em que a velocidade aumenta na câmara, o quarteamento do particulado torna-se mais comprometido. Ou seja, partículas que entram com alta velocidade não são coletadas nas tremonhas pelo efeito gravitacional como desejado. Entretanto, muitas vezes, a partícula choca-se com as superfícies de saída e superfícies de regiões de coletas em outro comprimento, de modo que são repelidas de volta e assim coletadas em um comprimento da câmara. O efeito de ricocheteamento influencia também a fluidodinâmica do processo, principalmente em situações no qual a concentração das partículas são altas. Tais problemas são atribuídos ao fato de que o comprimento horizontal da câmara é pequeno. Uma solução para a problemática pode estar associada ao aumento do dimensionamento da câmara a fim de se minimizar o comprometimento do quarteamento do particulado em relação à análise fluidodinâmica. 
Determinação do Diâmetro de corte, perda de carga e eficiência na Câmara de Separação
Figura 6. Perda de carga Câmara
Fonte: próprio autor
Os dados não foram bem coletados, provavelmente devido a erros de paralaxe ocasionado pelos baixos valores da altura manométrica no manômetro vertical.
Figura 7: Diâmetro de corte Câmara
Fonte: próprio autor
Avaliar uma câmara de poeira implica em prever qual o diâmetro da partícula que entra na câmara na posição mais desfavorável à sua coleta, isto é, junto ao “teto”, e é coletada no final do equipamento( PEÇANHA, 2014). De acordo com o gráfico acima, quanto maior o diâmetro da partícula maior deverá ser a velocidade no Venturi para que esta seja coletada. De acordo com a prática, para velocidades de 180,09 (m/s) a partícula da magnesita deve ter no mínimo um diâmetro de 6 µm, logo o aumento de velocidade desfavorece a separação de particulado na câmara de separação.
A tabela abaixo expressa os dados para o cálculo de eficiência da câmara. Como o controle da alimentação estava em 7 logo temos que a vazão mássica que saiu do silo de alimentação era de 10,75 g/s	. E a partir da mesma pode-se identificar que a perda da capacidade da vazão mássica do sistema é de 48.07%. A vazão de particulado é reduzida em cerca de 48% devido ao posicionamento do silo de alimentação na unidade de transporte pneumática em estudo.
Tabela 5: Eficiência de coleta Câmara
Fonte: próprio autor
Podemos dizer que um motivo associado a essa perda esteja associada a posição de alimentação do módulo. Admite-se que se o módulo tivesse a conformaçãoda figura apresentada abaixo, essas perdas de capacidade seriam reduzidas.
Figura 8. Representação ilustrativa da Unidade Experimental de Dutos e Ciclones
Fonte: [2]
4.4- CICLONE
Fenômenos ocorridos em função do aumento da velocidade 
Percebe-se que um aumentou gradual da potência do soprador confere uma maior variação no manômetro inclinado associado a este equipamento, indicando uma maior queda de pressão e maior velocidade. Foi possível verificar a fluidodinâmica da partícula dentro do ciclone em todas as velocidades a partir da qual o sólido era carreado. Como previsto pela teoria o conjunto particulado/ar entrava com uma velocidade tangencial no ciclone, alterando o seu movimento pela configuração geométrica do mesmo e sendo envolvido em um campo centrífugo responsável pela sedimentação das partículas. Desta forma, pode-se afirmar que um aumento da velocidade favorece a eficiência de coleta do ciclone, visto que suas partículas em alta velocidade se chocam contra a parede do cone e se sedimentam facilmente.
Velocidade de arraste e de entrada no ciclone e estanqueidade ciclônica
A tabela 6, abaixo, apresenta a velocidade de entrada do ciclone calculada.
Tabela 6: Velocidade Ciclone
Fonte: próprio autor
De acordo com a literatura, nas condições operacionais recomendadas, o ideal é que velocidade de entrada do ciclone esteja entre 5 e 20 m/s. No entanto, torna-se o posicionamento do operador torna-se relativo em virtude da característica desejada: partículas menores são removidas com ciclone em alta velocidade e partículas maiores são removidas pelo ciclone em baixa velocidade. Mesmo assim a velocidade calculada de entrada no ciclone encontra-se dentro do parâmetro estabelecido pela literatura.
Por meio da figura 8 observa-se a relação da velocidade de entrada no ciclone com a velocidade do seu interior e através deste gráfico verifica-se que a velocidade no interior do ciclone é reduzida drasticamente devido as perdas cinética ocasionada pela geometria do equipamento.
Figura 9. Velocidade Ciclone
Fonte: próprio autor
De acordo com o gráfico, quanto maior a velocidade do gás no ciclone maior será a altura manométrica vertical (cm H2O). A queda de pressão no ciclone é necessário. Um ciclone muito eficiente pode levar a uma elevada queda de pressão, que deve ser também considerada na escolha do projeto (não basear somente na eficiência) (Peçanha, 2014).
Problemas de estanqueidade ciclônica 
A entrada do ciclone confere à mistura um movimento giratório e o giro que se desenvolve produz uma força centrífuga que arrasta as partículas para a parede. Partículas com alta velocidade se chocam contra a parede e sedimentam-se. Partículas com baixa velocidade entram em vortex voltando ao soprador. Porém, partículas de velocidade intermediária podem sofrer o fenômeno de estanqueidade ciclônica, caso em que se chocam repetidamente contra a superfície do ciclone e causam erosões. A erosão é o desgaste mecânico na parede dos equipamentos por partículas transportadas por escoamento de fluido. Este fenômeno representa um grave problema nas unidades reduzindo a vida útil do equipamento e causando paradas não programadas. A figura abaixo representa a imagem de um ciclone submetido a essa erosão.
Figura 10: Ciclones erodidos
Fonte: [2]
Uma boa solução para este problema seria a acoplagem de um estabilizador de vórtice. Trata-se de uma placa originalmente colocada a 1/3 do final do cone do ciclone para estabilizar o vórtice central nessa região e, consequentemente, é uma alternativa para diminuir a erosão nesta área (CHEN et al. (2010).
Determinação do Diâmetro de corte, perda de carga e eficiência no Ciclone
As perdas de carga no ciclone são relativamente grandes e aumentam a medida em que o diâmetro do ciclone diminui. Podem ter sido causadas por atrito no duto de entrada ou nas paredes, perdas cinéticas no ciclone, na entrada do tubo ou na pressão estática entre a entrada e a saída. A figura 11, abaixo apresenta uma disposição para as perdas de carga pelos modelos experimental, de Massarani e de Lapple.
Figura 11: Perda de Carga Ciclone
Fonte: próprio autor
A perda de carga mais baixa que a do ciclone de Lapple e Massarani, devido ao fato de que tanto as equações de Lapple como de Massarani consideram uma queda de pressão estática, ou seja, sem a influência da pressão dinâmica relacionada ao escoamento vorticial, contudo ao medir experimentalmente a queda de pressão mede-se a pressão total, a soma da pressão estática com a pressão dinâmica onde esta última é negativa devido ao vácuo formado no vortex finder sendo assim a queda de pressão experimental será menor pois a pressão estática será subtraída da pressão dinâmica de tal forma que a perda de carga será menos que a esperada para um ciclone com configuração praticamente Lapple. 
O Diâmetro de corte, (diâmetro médio de partículas onde a eficiência de coleta é de 50%) è influenciado pela vazão de entrada de sólidos, tipo de efluído, natureza das partículas, geometria do ciclone. A Figura 12, abaixo, apresenta uma disposição dos respectivos 
diâmetros de corte no ciclone para cada uma das velocidades calculadas.
Figura 12: Diâmetro de corte Ciclone
Fonte: próprio autor
Por meio da análise da figura 12, com a diminuição do diâmetro de corte das partículas de Magnesita ocorre aumento da velocidade no venturi , portanto favorece a separação de particulado no ciclone.
Tabela 7: Eficiência de coleta Magnesita
	Eficiência Real de coleta da magnesita no ciclone - massa inicial 500g
	
	Exp 1
	Exp 2
	Exp 3
	Exp médio
	Massa no coletor(g)
	463.00
	482.00
	491.00
	478.67
	Massa no filtro(g)
	53.00
	0.00
	1.00
	18.00
	Massa que ficou na tubulação(g)
	-16.00
	18.00
	8.00
	3.33
	Eficiencia real(%)
	92.60
	96.40
	98.20
	95.73
	Tempo de coleta(s)
	121
	130.000
	133.00
	128.00
	Vazão mássica que entrou no ciclone(g/s)
	3.83
	3.71
	3.69
	3.74
Fonte: próprio autor
Como o controle da alimentação estava em 7 logo temos que a vazão mássica que saiu do silo de alimentação era de 17,65 g/s. E a perda da capacidade da vazão mássica do sistema é de 78.80%. já que as partículas de magnésita perdem carga durante o deslocamento no ciclone, tendo em vista que as mesmas ficam retidas na tubulação diminuindo a eficiência., sendo reduzida em cerca de 78% devido ao posicionamento do silo de alimentação na unidade de transporte pneumática em estudo.
					
Tabela 
8: Eficiência de coleta particulado rosa
	Eficiência Real de coleta do pellt rosa no ciclone - massa inicial 700g
	
	Exp 1
	Exp 2
	Exp 3
	Exp médio
	Massa no coletor(g)
	699.00
	701.00
	703.00
	701.00
	Massa no filtro(g)
	5.00
	7.00
	7.00
	6.33
	Massa que ficou na tubulação(g)
	-4.00
	-8.00
	-10.00
	-7.33
	Eficiencia real(%)
	99.86
	100.14
	100.43
	100.14
	Tempo de coleta(s)
	136
	161.000
	144.00
	147.00
	Vazão mássica que entrou no ciclone(g/s)
	5.14
	4.35
	4.88
	4.79
Fonte: próprio autor
Como o controle da alimentação estava em 7 logo temos que a vazão mássica que saiu do silo de alimentação era de 10,75 g/s. E a perda da capacidade da vazão mássica do sistema é de 55.42%. E a perda da capacidade da vazão mássica do sistema é de 55.42%, tendo em vista que a eficiência foi superior a 100%, conclui-se que este valor discrepante está relacionado com a perda da vazão mássica do sistema que deveria ser menor, portanto, ficaram partículas retidas na tubulação, que são comprovadas pelos valores negativos de massa que foi arrastado, portanto a massa total de particulado na saída é maior que a quantidade na alimentação.	
e) Determinação da distribuição granulométrica 
Sabendo –se que através de um modelo de distribuição granulométrica determina-se o diâmetro ideal para o ciclone. Dessa forma, avaliou-se os modelos de Sigmoide, GGS e RRB para verificar qual deles apresenta o melhor ajuste pra a distribuição granulométricada Magnesita.
Figura 13: Modelo Sigmoide
Fonte: próprio autor
Figura 13: Modelo GGS
Fonte: próprio autor
Figura 13: Modelo RRB
Fonte: próprio autor
Por apresentar um melhor valor de R2, neste caso utilizou-se o modelo RRB.
Por meio da Figura 13 observa-se que os dados geram uma reta quando analisados na equação fornecida pelo modelo RRB. Logo, conclui-se que a distribuição segue o modelo na faixa utilizada para plotagem do gráfico.
Para cada velocidade teremos um diâmetro de corte associado. 
O diâmetro de corte é calculado pela equação abaixo: 
Em que f é um fator de correção das partículas sólidas coletadas sem ação do campo centrífugo. No entanto, para o calculo dos diâmetros de corte experimental, o fator f não foi considerado, logo o D* apresenta desvios do valor teórico.
Os ciclones possuem baixa eficiência para a separação de partículas com diâmetros menores que 5 µm. Por isso, torna-se necessário acoplagem de equipamentos como Filtro de Mangas, em sua saída. Mesmo assim, os ciclones permitem separações muito mais efetivas que as câmaras; e, por sua vez, possuem dimensões bem menores que as câmaras gravitacionais.
. A figura abaixo representa a velocidade do gás ora na entrada da câmara, ora na entrada do ciclone, em relação a velocidade referencial do venturi. A velocidade na entrada da câmara é menor que a do ciclone devido as configurações de entrada, já que devido a maior velocidade do gás que entra no ciclone mais partículas finas são removidas.
Figura 142: Velocidade comparativa Câmara e Ciclone
Fonte: próprio autor
Figura 14: Velocidade comparativa entre a curva de calibração experimental e a fornecida pelo fabricante.
Fonte: próprio autor
Pode-se ainda atribuir as diferenças de velocidade apresentadas pelo fabricante com as velocidades obtidas experimentalmente em função de ter-se realizado este experimento após o módulo ter sofrido sucessivas modificações na unidade de transporte pneumático. Além disso, atribui-se uma incerteza considerável na medida do ângulo do venturi. Os dados poderiam ter sido melhores se a medida do ângulo fosse realizada em quintuplicata para houvesse um menor valor de incerteza (Uma tabela contendo os cálculos geométricos seguem no anexo).
5. Conclusão
Através esta prática, foi possível observar e obter os parâmetros essenciais para avaliar a eficiência da câmara de poeira e do ciclone como a queda de pressão e diâmetro da partícula. Verificou-se que embora o ciclone tem maior eficiência real (95,73%) que a câmara de poeira (93,14%) este possui uma maior perda de vazão mássica(78,80%) que a câmara (48,07%). Isto implica que para a mesma vazão a câmara de poeira apresenta um resultado melhorem termos quantitativos de coleta.
6. Referências
[1] Disponível em: http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0104-66322004000100010 Acesso em 17 Mai. 2017
[2] Experimentação Numérica E Física Da Erosão Em Ciclones- T. A. Sedrez, R. K. Decker, D. Noriler, H. F. Meier1, 2016.
[3] CHEN, Y.; NIESKENS, M.; KARRI, R.; KNOWLTON, T. M. Developments in cyclone technology improve FCC unit reliability. Petroleum Technology Quarterly, p. 65–71, 2010.
[4]PEÇANHA, Ricardo Pires. Sistemas Particulados – Operações unitárias envolvendo partículas e fluidos. Editora ELSEVIER, 2014.