Hüdrotsüklonid – Tõhus eraldamine täiustatud töötlemiseks
Hüdrotsüklonid kasutavad pöörlevaks liikumiseks muutmiseks vedeliku kiirust, raskemate või tihedamate osakestega, mis keerlevad spiraalselt ümber siseseina, kuni väljuvad allvooluna läbi piiratud aksiaalse põhja väljalaskeava, samas kui peenemad osakesed väljuvad ülevooluna aksiaalse ülemise väljalaskeava kaudu.
Tsüklonite eraldamise efektiivsus sõltub mitmest peamisest konstruktsiooni- ja töömuutujast, mida käsitletakse siin kui klasside eraldamise tõhusust mõjutavaid tegureid (GSE).
Suurus ja tihedus
Hüdrotsüklonid kasutavad materjalide eristamiseks suurust ja tihedust. Raskemad osakesed jäävad seinte vastu kinni, seejärel väljuge põhjas oleva alavoolu väljalaskeava kaudu. Kergemad peenemad osakesed jäävad ülaosa lähedale hõljuma ja väljastatakse ülevooluavade kaudu (nimetatakse ka pistikuteks) erinevatel kõrgustel sõltuvalt allavoolu rakendusvajadustest.
Tsüklonite eraldamise jõudlus sõltub selle sisemisest vooluväljast, mida saab reguleerida selle struktuuri optimeerimise või tööparameetrite muutmise kaudu. Toitevoolu kiirus ja rõhuerinevus tsüklonis avaldavad erilist mõju tekitatavale tsentrifugaaljõule.
Sisselaskerõhu ja toitevoolu kiiruse järjepidevus aitab minimeerida osakeste viibimisaega tsüklonis, ja selle valimine suure tipu läbimõõduga aitab minimeerida köie tekkimise ohtu, mis tekib siis, kui materjal siseneb samaaegselt nii üle- kui ka allavoolu väljalaskeavasse.
Survelangus
Hüdrotsüklonid võivad ummistuda tahkete saasteainetega, tekitades tõsiseid töö- ja seadmeprobleeme, nagu toitepumbad. Nende vooderdiste regulaarne kulumismärkide kontrollimine on selle riski vähendamisel võtmetähtsusega.
Tõhusa eraldamisprotsessi saavutamiseks, tsükloni läbimõõt tuleb hoolikalt valida vastavalt selle rakendusele. Lisaks, muutuv voolukiirus või tonni tunnis (tph) võib muuta selle lõikepunkti ja seega mõjutada tõhususe taset.
Niipea, kui läga satub tsüklonisse, see liigub tsentrifugaaljõu toimel pöörlema ja hakkab moodustama oma silindrilises kambris keerist. Raskemad osakesed kukuvad tünniosast alla, et väljuda läbi selle tipu, samas kui kergemad materjalid tõmmatakse vedeliku sissepoole liikumisega keerise keskele ja transporditakse selle ülevoolu väljalaskeava poole..
Läga kontsentratsioon
Hüdrotsükloni eraldamine nõuab teatud sisemist rõhku, mis tuleb tsüklonis edu saavutamiseks luua. Läga tihedus, sellesse sisestatud maht ja suurus mängivad selle tsentrifugaaljõu loomisel lahutamatut rolli – surudes raskemad osakesed pigem keskpunkti kui selle tipu poole ja väljavoolu väljalaskeavast välja.
Madal söödakontsentratsioon võib põhjustada jämedamat eraldumist, samas kui kõrge toiterõhk annab peenemad tulemused. Lisaks, sisselaskeava suurus võib eraldustulemusi oluliselt mõjutada; suuremad sisselaskeavad suurendavad võimsust.
Yang et al. viis läbi uuringuid, et hinnata erineva põhiläbimõõduga hüdrotsüklonite eraldusvõimet, kasutades nii simulatsiooni- kui ka katsemeetodeid. Nende tulemused näitasid, et kui seda kasutatakse läga eraldamiseks väiksemateks alalisvoolu hüdrotsükloniteks, suureneb ülevoolu väljalaskeava kontsentratsioon järk-järgult, samas kui see väheneb tsükloni tipust kaugemal asuvates piirkondades., mis viitab sellele, et need hüdrotsüklonid saavutavad parema eraldusefektiivsuse.
Vortex Finder
Toitematerjal sisestatakse tangentsiaalselt tsüklonisse ja tsentrifuugitakse, et tekitada tsentrifugaaljõud, mis eraldab raskemad osakesed kergematest., kergematega, mis väljuvad ülevoolu väljalaskeava kaudu, samas kui jämedamad, raskemad osakesed väljuvad alavoolu väljalaskeava kaudu.
Osakeste lõigatud suurust hüdrotsüklonis mõjutavad paljud muutujad, nagu selle sisselaskekiirus, lühise voolukiiruse suhted ja eraldamise efektiivsus. Et hinnata neid mõjusid osakeste lõikesuurusele hüdrotsüklonites, Selle eraldusprotsessi ennustamiseks kasutati mudelit, milles kasutati Reynoldsi stressianalüüsi ja vedeliku mahtu.
Tulemused näitasid, et sisselaskekiirusel ja Vortex Finderi pikkusel on suurim mõju osakeste lõigatud suurusele. Pikem Vortex Finder võib vähendada rõhu langust ja aksiaalset / tangentsiaalset / radiaalset kiirust, kuid suurendaks AVWZ kõikumisi; paksemad seinad võivad siiski aidata neid tegureid vähendada, kuid neil on väiksem mõju tsirkulatsioonivoolule eraldamiseelsetes ruumides.