الأعاصير المائية لفصل المواد الصلبة السائلة بكفاءة

تم تصميم الأعاصير المائية لتعزيز أداء الفصل مع تقليل استهلاك الطاقة في نفس الوقت عن طريق تغيير تدفق السوائل داخل الجهاز.

يتم الفصل الأولي في القسم الأسطواني من الفرازة الحلزونية قبل دخول الجزيئات إلى القسم المخروطي لعمليات فصل إضافية تعتمد على كثافة التغذية.

هندسة الإعصار

الإعصار هو عبارة عن قطعة دائرية من المعدات التي تستخدم قوة الطرد المركزي لفصل الجزيئات أو القطرات الأكبر حجمًا من الوسط. عندما تتجاوز قوة الطرد المركزي قوة سحب السوائل, تغادر الجزيئات الأكبر أو الأكثر كثافة من خلال منفذ علوي في الأعلى, بينما تخرج الجسيمات الدقيقة أو المرفوضة عبر منافذ الرفض السفلية في القاعدة.

تعمل تصميمات المدخل العرضية على تعزيز تكوين دوامة قوية, زيادة كفاءة الفصل. بالإضافة إلى, يمنع التصميم تدفق الدائرة القصيرة الذي يحدث عندما يدخل الغاز عالي السرعة إلى الفاصل.

لتحقيق أقصى قدر من كفاءة الفصل, يجب أن يكون حجم جسم/برميل الإعصار مناسبًا لضمان كفاءة الفصل المثلى. لتحديد هذا, ابحث عن رذاذ تهوية خفيف عند خروج المادة من قمة الإعصار; يشير هذا إلى أنه تم حجمه بشكل صحيح. إذا تسربت المادة من أسفل الفاصل بدلاً من ذلك, إما زيادة ضغط/تدفق التغذية أو تقليل حجم القطع (أي. خشونة ذلك).

الشقوق الفائضة

إن تصميم شقوق الفائض له تأثير هائل على كفاءة فصل السيكلون المائي ونسبة الانقسام. على العموم, يزداد الأداء مع زيادة عرض شق الفائض وتقليل عرض شق التدفق السفلي.

عندما تغذي في الإعصار, يدور الملاط داخل جدرانه الأسطوانية مما يخلق قوة طرد مركزي لفرز المواد حسب الكثافة. تصطدم الجسيمات الثقيلة بالجدار ويتم سحبها للأسفل من خلال أنبوب تدفق خارجي يُسمى مكتشف الدوامة قبل الخروج من خلال أنبوب مخرج التدفق السفلي; تظل العناصر الثقيلة محاصرة ضدها وبالتالي تتراكم هناك حتى يتم تجاوزها عبر مكتشف الدوامة أو أنبوب التدفق الخارجي لمكتشف الدوامة.

للحصول على الكفاءة المثلى للسيكلون المائي, يجب تحقيق نسبة مثالية بين السرعة المحورية والعرضية من أجل تقليل شدة الاضطراب وفقدان الطاقة داخل جدرانها وكذلك تمكين جزيئات الضوء من الوصول إلى قوة طرد مركزية كافية للوصول إلى مخرج الفائض..

زوايا الفتحة

عند تغذيتها بشكل عرضي في أسطوانة الإعصار, تعمل حركة الدوران على تحويل سرعة السائل إلى قوة طرد مركزي تسحب الجزيئات الأثقل نحو الجدار بينما تتكتل الجزيئات الدقيقة الأخف وتلتف لأعلى للخروج من خلال منفذ الفائض العلوي; ثم تسقط الجسيمات الخشنة الأثقل إلى الخلف في منفذ الرفض السفلي مع بعض السائل من خلال أنبوب تمديد (يسمى مكتشف الدوامة).

يمكن جعل فصل الأعاصير المائية أكثر فعالية باستخدام أنماط التدفق غير القصية التي تقلل من قوى القص; قد توفر التصميمات الخالية من القص مزايا أخرى مقارنة بترشيح الوسائط التقليدية مثل زيادة عمر سائل التبريد. عند تصميم النظام, لكن, يجب أيضًا مراعاة القص.

توزيع السرعة المحورية

عندما تتجاوز قوة الطرد المركزي قوى الاحتكاك التي يتعرض لها السائل, يتم فصل الجزيئات الثقيلة عن السائل وتخرج من خلال منفذ سفلي محوري (التدفق السفلي) بينما تدخل السوائل الخفيفة عبر المخرج العلوي للسيكلون المائي (تجاوز).

يتميز الإعصار بمنفذين على محوره المحوري; واحد في الأسفل يعرف باسم “رفض الجانب,” ومنفذ آخر أكبر في الأعلى يعرف باسم “الجانب الفائض.” يؤدي الحقن العرضي في حجرته الأسطوانية إلى إنشاء نمط تدفق دوامي; يمر التفريغ من جانب الفائض عبر أنبوب محوري يبرز من قمة الإعصار.

لكن, تؤدي خصائص تدفق السوائل المتأصلة إلى فصل غير كامل وفقدان الطاقة بغض النظر عن الهندسة. تهدف إلى التصميم الأمثل, تم اقتراح واختبار تصميمات مختلفة لتعزيز تدفق السوائل – مثل إدخال جسم مركزي9, المخروط الداخلي11, أنابيب الفائض المزدوج12-13, مخروط الشق14 وغطاء الفائض15 على سبيل المثال; لقد أظهرت جميعها أنها تقلل قطر الهواء الأساسي مع زيادة أداء تصنيف حجم الجسيمات.