Hidrocikloni – Efikasno odvajanje za poboljšanu obradu

Hidrocikloni koriste brzinu tekućine za pretvaranje u rotaciono kretanje, sa težim ili gušćim česticama koje spiralno kruže oko unutrašnjeg zida dok ne izađu kroz ograničeni aksijalni donji izlaz kao donji tok, dok sitnije čestice izlaze preko aksijalnog gornjeg izlaza kao prelivanje.

Efikasnost odvajanja u ciklonima zavisi od nekoliko ključnih varijabli dizajna i rada, o kojima će se ovde raspravljati kao o faktorima koji utiču na efikasnost odvajanja nivoa (GSE).

Veličina i gustina

Hidrocikloni koriste veličinu i gustoću za razlikovanje materijala. Teže čestice ostaju zarobljene uza zidove, zatim izađite kroz donji izlazni otvor. Lakše sitnije čestice ostaju suspendovane pri vrhu i ispuštaju se preko prelivnih otvora (nazivaju se i otvorima) na različitim visinama ovisno o potrebama daljnje primjene.

Performanse separacije u ciklonima zavise od njegovog unutrašnjeg polja strujanja, koji se može prilagoditi optimizacijom njegove strukture ili promjenom radnih parametara. Brzina protoka i razlika pritiska u ciklonu imaju poseban uticaj na generisanu centrifugalnu silu.

Konzistentnost između ulaznog pritiska i brzine protoka pomaže minimiziranju vremena zadržavanja čestica u ciklonu, a odabir jednog s velikim promjerom vrha pomaže minimizirati rizik od užeta do kojeg dolazi kada materijal istovremeno uđe u prelivne i donje izlaze.

Pad pritiska

Hidrocikloni se mogu blokirati čvrstim zagađivačima, stvarajući ozbiljne probleme u radu i opremu kao što su napojne pumpe. Redovni pregled njihovih obloga na znakove istrošenosti je ključan u smanjenju ovog rizika.

Da bi se postigao efikasan proces razdvajanja, prečnik ciklona mora biti pažljivo odabran prema njegovoj primeni. Nadalje, mijenjanje protoka ili tona na sat (tph) može promijeniti svoju graničnu tačku i tako uticati na nivoe efikasnosti.

Čim gnojnica uđe u ciklon, centrifugalna sila pokreće ga u rotaciju i počinje formirati vrtlog unutar svoje cilindrične komore. Teže čestice padaju niz dio cijevi kako bi izašle kroz njegov vrh, dok se lakši materijali uvlače u centar vrtloga unutrašnjim kretanjem fluida i transportuju prema njegovom izlaznom otvoru..

Koncentracija gnojnice

Odvajanje hidrociklona zahtijeva određenu količinu unutrašnjeg pritiska koji se mora stvoriti unutar ciklona da bi se postigao uspjeh. Gustina gnojnice, volumen koji se u njega unosi i veličina igraju integralnu ulogu u stvaranju ove centrifugalne sile – potiskujući teže čestice prema centru, a ne prema njegovom vrhu i van izlaznog otvora za prelivanje.

Niska koncentracija sirovine može dovesti do grubljeg odvajanja, dok visoki pritisak daje finije rezultate. Nadalje, veličina ulaza može imati veliki utjecaj na rezultate odvajanja; veći ulazi povećavaju kapacitet.

Yang et al. proveo istraživanje kako bi se procijenio učinak odvajanja hidrociklona s različitim glavnim promjerima primjenom metoda simulacije i eksperimenta. Njihovi rezultati su pokazali da kada se koristi za odvajanje muljne smjese u manje hidrociklone Dc pri prelivu izlaznu koncentraciju postupno raste dok se smanjuje na udaljenijim područjima udaljenim od vrha ciklona., što sugerira da ovi hidrocikloni postižu poboljšanu efikasnost separacije.

Vortex Finder

Sirovinski materijal se uvodi tangencijalno u ciklon i vrti kako bi se stvorila centrifugalna sila koja odvaja teže čestice od lakših., sa lakšim koji izlaze kroz prelivni otvor dok su grublji, teže čestice izlaze preko donjeg izlaza.

Na veličinu izrezanih čestica u hidrociklonu utiču mnoge varijable, kao što je njegova ulazna brzina, omjeri protoka kratkog spoja i efikasnost odvajanja. Za procjenu ovih utjecaja na veličinu reza čestica u hidrociklonima, model koji koristi Reynoldsovu analizu naprezanja i Volume of Fluid je korišten za predviđanje njegovog procesa odvajanja.

Rezultati su pokazali da ulazna brzina i dužina vortex Findera imaju najveći utjecaj na veličinu reza čestica. Duži Vortex Finder mogao bi smanjiti pad pritiska i aksijalne/tangencijalne/radijalne brzine, ali bi povećao fluktuacije AVWZ-a; deblji zidovi bi ipak mogli pomoći u smanjenju ovih faktora, ali imaju manji uticaj na cirkulaciju u prostorima za pred-separaciju.