الهيدروكلونات – الفصل الفعال لتحسين المعالجة

تستخدم الأعاصير المائية سرعة السائل لتتحول إلى حركة دورانية, مع جزيئات أثقل أو أكثر كثافة تلتف حول الجدار الداخلي حتى تخرج من خلال منفذ سفلي محوري مقيد كتدفق سفلي, بينما تخرج الجزيئات الدقيقة عبر منفذ علوي محوري كفائض.

تعتمد كفاءة الفصل في الأعاصير على العديد من متغيرات التصميم والتشغيل الرئيسية, والتي سيتم مناقشتها هنا كعوامل تؤثر على كفاءة فصل الصف (GSE).

الحجم والكثافة

تستخدم الأعاصير المائية الحجم والكثافة لتمييز المواد. تصبح الجزيئات الثقيلة محاصرة على الجدران, ثم الخروج من خلال منفذ التدفق السفلي في الأسفل. تظل الجسيمات الدقيقة الأخف وزنًا معلقة بالقرب من الجزء العلوي ويتم تفريغها عبر منافذ الفائض (وتسمى أيضًا الحنفيات) على ارتفاعات متفاوتة اعتمادا على احتياجات التطبيق المصب.

يعتمد أداء الفصل في الأعاصير على مجال التدفق الداخلي, والتي يمكن تعديلها من خلال تحسين هيكلها أو تغيير معلمات التشغيل. معدل تدفق التغذية وفرق الضغط عبر الإعصار لهما تأثير خاص على قوة الطرد المركزي المتولدة.

يساعد الاتساق بين ضغط المدخل ومعدل تدفق التغذية على تقليل وقت بقاء الجسيمات في الإعصار, واختيار واحدة ذات قطر قمة كبير يساعد على تقليل خطر الحبال الذي يحدث عندما تدخل المادة إلى منافذ الفائض والتدفق السفلي في وقت واحد.

هبوط الضغط

يمكن أن يتم حظر الأعاصير المائية بالملوثات الصلبة, خلق مشاكل تشغيلية ومعدات خطيرة مثل مضخات التغذية. يعد الفحص المنتظم لبطاناتها بحثًا عن علامات التآكل أمرًا أساسيًا في المساعدة على تقليل هذا الخطر.

لتحقيق عملية فصل فعالة, يجب اختيار قطر الإعصار بعناية وفقًا لتطبيقه. بالإضافة إلى, تغيير معدلات التدفق أو طن في الساعة (tph) قد يغير نقطة القطع وبالتالي يؤثر على مستويات الكفاءة.

بمجرد دخول الملاط إلى الإعصار, يتم دفعه إلى الدوران بقوة الطرد المركزي ويبدأ في تشكيل دوامة داخل حجرته الأسطوانية. تسقط الجسيمات الأثقل أسفل قسم البرميل لتخرج من خلال قمته بينما يتم سحب المواد الأخف إلى مركز الدوامة عن طريق حركة السائل إلى الداخل ونقلها نحو مخرج الفائض.

تركيز الطين

يتطلب فصل الإعصار المائي قدرًا معينًا من الضغط الداخلي الذي يجب إنشاؤه داخل الإعصار لتحقيق النجاح. كثافة الطين, يلعب الحجم الذي يتم تغذيته به والحجم دورًا أساسيًا في إنشاء قوة الطرد المركزي هذه – دفع الجزيئات الأثقل نحو المركز بدلاً من اتجاه القمة والخروج من منفذ الفائض.

يمكن أن يؤدي انخفاض تركيز التغذية إلى فصل أكثر خشونة بينما يؤدي ضغط التغذية المرتفع إلى نتائج أفضل. بالإضافة إلى, يمكن أن يكون لحجم المدخل تأثير كبير على نتائج الفصل; مداخل أكبر تزيد من القدرة.

يانغ وآخرون. أجرى بحثًا لتقييم أداء فصل الأعاصير الهيدرولية بأقطار رئيسية مختلفة من خلال استخدام طرق المحاكاة والتجربة. أظهرت النتائج التي توصلوا إليها أنه عند استخدامها لفصل الملاط إلى سيكلونات هيدروليكونية أصغر حجمًا عند مخرج الفائض، يزداد التركيز تدريجيًا بينما يتناقص في المناطق البعيدة عن قمة الإعصار, مما يشير إلى أن هذه الأعاصير المائية تحقق كفاءة فصل محسنة.

مكتشف الدوامة

يتم إدخال مادة التغذية بشكل عرضي في الفرازة المخروطية ويتم تدويرها لتوليد قوة الطرد المركزي التي تفصل الجزيئات الأثقل عن الجزيئات الأخف وزنًا, مع خروج أخف وزنا من خلال منفذ الفائض بينما تكون أكثر خشونة, تخرج الجزيئات الأثقل عبر منفذ التدفق السفلي.

يتأثر حجم قطع الجسيمات في الإعصار المائي بالعديد من المتغيرات, مثل سرعة الدخول, نسب معدل تدفق الدائرة القصيرة وكفاءة الفصل. لتقييم هذه التأثيرات على حجم قطع الجسيمات في الأعاصير المائية, تم استخدام نموذج باستخدام تحليل اجهادات رينولدز وحجم السائل للتنبؤ بعملية الانفصال.

أشارت النتائج إلى أن سرعة الدخول وطول Vortex Finder لهما التأثير الأكبر على حجم قطع الجسيمات. يمكن أن يؤدي استخدام Vortex Finder الأطول إلى تقليل انخفاض الضغط والسرعات المحورية/العرضية/الشعاعية ولكنه قد يزيد من تقلبات AVWZ; لا يزال من الممكن أن تساعد الجدران السميكة في تقليل هذه العوامل, ومع ذلك يكون تأثيرها أقل على تدفق الدورة الدموية في مساحات ما قبل الفصل.