Хидроциклони – Подобряване на ефективността при класифицирането и разделянето на материалите

Хидроциклоните се използват за разделяне на материали чрез центробежна сила. Леките фази с по-ниска плътност се движат спирално към изхода на преливника, докато тежките фази с по-висока плътност се движат към центъра и се изхвърлят през изходите на долния поток.

Кривите на средната стойност на OC при изхода на преливника илюстрират променящите се тенденции с увеличаване на Dc.

Скорост на потока

Захранващият материал се подава тангенциално в хидроциклона под налягане и кара центробежните сили да се движат нагоре и надолу по неговата конична стена, бутане на по-тежки фази нагоре и надолу в отговор. С всяко намаляване на диаметъра идва увеличаване на скоростта за максимално разделяне; концентрираните твърди вещества излизат на върха.

Трябва да се установи подходяща скорост на потока, за да се получи желаната концентрация на материал в преливник. Вариациите в скоростта могат да променят траекториите на частиците както във вътрешните, така и във външните вихрови потоци, в крайна сметка променя съотношението на разделяне.

Bicalho et al съобщават, че увеличаването на скоростите на захранващия поток в рамките на определени параметри може да засили полетата на центробежната сила и да увеличи общата ефективност на разделяне, но превишаването на тези параметри може да намали ефективното време на задържане на частиците и съотношението на разделяне на капките. Следователно, трябва да се поддържа правилно водене на записи, за да се идентифицират отклонения или влошаване на производителността и да се прецени дали трябва да се предприемат действия за поддръжка, за да се възстанови оптималната производителност.

налягане

Суспензията се въвежда тангенциално в цилиндричната зона на циклона с висока скорост и след това се ускорява от неговата геометрия и налягане, за да се произведе интензивна центробежна сила, създаване на разделяне между леки и тежки компоненти на суспензията, с тежки частици, излизащи чрез преливане от върха му, докато по-леките компоненти продължават да падат към основата на цилиндъра, където се събират.

Повишеното захранващо налягане има ефект на увеличаване на ефективността на разделяне и концентрацията на долния поток чрез промяна както на вътрешните, така и на външните вихрови потоци, като по този начин се получава по-висок коефициент на разделяне.

Прекомерната турбуленция може да създаде ерозия в рамките на хидроциклон, която оставя след себе си спирали на износване в неговата облицовка и може да причини въжета в долния му поток, така че трябва да се извършва редовна оценка на работата на всеки хидроциклон и да се сравнява със записите за поддръжка или спецификациите на производителя, за да се идентифицират отклонения или влошаване. Воденето на записи помага бързо да се идентифицират всички повтарящи се проблеми, така че персоналът по поддръжката да може да планира съответно.

Дължина на циклона

Дължината на циклона е съществен фактор, когато става въпрос за подобряване на класификацията на материала и ефективността на разделяне, тъй като определя колко центробежна сила ще бъде приложена към частиците в него. Най-общо казано, толкова по-голяма е дължината му, толкова по-завършен става процесът на отделяне.

Големите частици временно се забавят, преди да влязат в циклон, докато по-малките се ускоряват с висока скорост – което води до ниска входна скорост за по-големи частици, което помага за минимизиране на ерозията и удължава живота на циклона.

Идеалната дължина за разделяне на материала зависи от желания размер на рязане. Когато се прилага за минерални приложения, например, това обикновено означава избор на размер на рязане, при който повечето твърди частици се отчитат в преливния поток и само някои в долния поток; обикновено този целеви размер на рязане определя кой диаметър на циклона да се използва при всяко приложение.

Vortex Finder

Вихровите търсачи са неразделна част от ефективното циклонно разделяне. Те действат като интерфейс между отборната центробежна сила и отборната сила на съпротивление – подобно на дърпане на въже между две знамена, завързани в двата края на въже. Тъй като Team Centrifugal привлича частици по-близо до обвивката на циклона, докато Team Drag ги отблъсква.

Това обяснява защо дизайнът на входната секция и ъгълът на конуса оказват влияние върху точността на класификацията. например, дъговият вход създава по-силно радиално ускорение и ефекти на предкласификация, които подпомагат поддържането на Cc (Фигура 17).

Помпите, които захранват циклоните, също играят неразделна роля в неговия капацитет и точка на прекъсване, тъй като тяхната скорост променя скоростта на потока и налягането, захранващо циклона, в крайна сметка променя характеристиките си на разделяне; например, намаляването на скоростта на помпата води до по-грубо рязане, докато увеличава, може да произведе по-фини; капацитетът се определя и от размера на върха му.