جداکننده سیکلون – راندمان برتر برای جداسازی مایع جامد

جریان هیدروسیکلون را می توان با مجموعه ای از معادلات دیفرانسیل جزئی غیرخطی توصیف کرد. هنگام مدل سازی جزئیات این دستگاه, پیش بینی های مربوط به مشخصات غلظت دوغاب, سرعت لغزش محوری و شعاعی, عملکرد طبقه بندی اندازه به عنوان بخشی از مدل آن گنجانده شده است.

عملکرد سیکلون ها بسته به متغیرهای زیادی مانند اندازه مخروط آنها بسیار متفاوت است, ابعاد خروجی و فشار تغذیه. هنگام در نظر گرفتن تنظیمات فشار برای مقاصد جداسازی، مهم است که به یاد داشته باشید که فشار بیشتر باعث برش درشت تر می شود در حالی که فشار کمتر باعث ایجاد برش های ظریف تر می شود..

نیروی گریز از مرکز Cyclone

هیدروسیکلون ها از نیروی گریز از مرکز برای جدا کردن سیستم تعلیق به دو جزء استفاده می کنند. ذرات با چگالی بالاتر به طرفین حرکت می کنند و از طریق خروجی پایینی خود تخلیه می شوند در حالی که ذرات با چگالی کمتر به سمت بالا به سمت یک گرداب یاب حرکت می کنند و از طریق دهانه راس به بیرون می روند. (زیر سر).

دینامیک سیالات محاسباتی برای مشاهده حرکت ذرات در داخل جداکننده سیکلون استفاده می شود. محققان از این روش برای محاسبه دقیق حرکات جریان چند فازی و ارزیابی اثر آنها بر بازده جداسازی استفاده می‌کنند. [30].

عوامل متعددی بر عملکرد جداکننده سیکلون تأثیر می گذارد, از جمله فشار خوراک, اندازه و چگالی ذرات, غلظت دوغاب و هندسه خود سیکلون. اندازه راس بزرگتر یا زاویه مخروط طولانی تر ممکن است بازده جداسازی را بهبود بخشد در حالی که افت سر را در محدوده قابل قبولی نگه می دارد تا از عملکرد صحیح اطمینان حاصل شود.; افت سر کمتر منجر به ساییدگی و پارگی کمتر می شود که طول عمر آن را در طول زمان افزایش می دهد.

زاویه سیکلون

هندسه جداکننده سیکلون نقش مهمی در فرآیند جداسازی آن دارد. ورودی, زاویه مخروط و قطر تخلیه همه بر عملکرد آن تأثیر دارند.

مطالعات نشان داده اند که زاویه ورودی جداکننده سیکلون به طور قابل توجهی بر راندمان جداسازی آن تأثیر می گذارد.. زمانی که مجرای ورودی آن با زاویه ای مبهم تنظیم می شود, تغییر توزیع اندازه ذرات [48].

دما همچنین می تواند تأثیر نامطلوبی بر عملکرد سیکلون داشته باشد. هنگامی که دمای کانال ورودی افزایش می یابد, ویسکوزیته دینامیکی جریان ذرات افزایش می‌یابد که منجر به راندمان جداسازی کمتر می‌شود.

طول و ارتفاع می توانند نقش مهمی در نحوه جداسازی سیالات توسط سیکلون ها داشته باشند, با مقاطع مخروطی طولانی‌تر که جداسازی ظریف‌تری ایجاد می‌کنند در حالی که بخش‌های کوتاه‌تر برش‌های درشت‌تری ایجاد می‌کنند. هنگام انتخاب یک سیکلون، عاقلانه است که طول آن را با توزیع اندازه ذرات مورد نظر سیال فرآیند مطابقت دهید تا واحدی با اندازه مناسب برای کاربرد خود انتخاب کنید..

طول طوفان

هیدروسیکلون ها با ورود به دوغاب با سرعت نسبتاً زیاد در جهت مماسی و حرکت آن به سمت پایین عمل می کنند., در نهایت به دو جریان جدا می شود – ذرات متراکم تر از سمت رد با مایع محدود خارج می شوند, در حالی که ذرات ریزتر یا سبکتر از سمت سرریز خارج شده و در اثر گرانش به صورت مایع جمع می شوند.

عملکرد جداکننده Hydro Cyclone به متغیرهای زیادی بستگی دارد, از جمله اندازه ذرات, چگالی و غلظت مواد جامد در دوغاب. فشار خوراک نیز بر عملکرد تأثیر دارد: افزایش فشار تغذیه، نیروی گریز از مرکز را افزایش می دهد که بازده جداسازی را بهبود می بخشد اما ممکن است سایش دستگاه را افزایش دهد..

طول نیز نقش مهمی در عملکرد دارد; طوفان های بزرگتر اندازه های برش درشت تری تولید می کنند در حالی که طوفان های کوچکتر دقت جداسازی ذرات بیشتری را ارائه می دهند.. بعلاوه, طوفان های طولانی تر تلاطم و اختلاط انرژی مورد نیاز را افزایش داده اند که نیاز به مصرف انرژی اضافی برای کار دارد, بنابراین آنها را نسبت به واحدهای کوتاهتر پرهزینه تر می کند.

فشار سیکلون

جداکننده های سیکلون برای حذف ذرات ریز مانند شن و ماسه از سیستم های مایع فرآیندی و جلوگیری از مسدود شدن مبدل های حرارتی طراحی شده اند., سیستم های آب خنک کننده, دریچه ها, نازل ها یا پمپ ها با منحرف کردن این ریزه ها به دور.

همانطور که تعلیق در جریان مماسی وارد یک سیکلون می شود, به سرعت توسط نیروی گریز از مرکز شتاب می گیرد تا با شتاب گریز از مرکز به دیواره های خود وادار شود.. بزرگ, متراکم ترین ذرات جدا شده و از طریق سرریز تخلیه می شوند، در حالی که ذرات ریزتر و سبک تر به پایین ته نشین می شوند و از طریق زیر جریان خارج می شوند..

ابعاد, فشار خوراک و غلظت مواد جامد همگی نقش مهمی در راندمان جداسازی برای هر سیستم سیکلونی ایفا می کنند.. با ثابت نگه داشتن این متغیرها تا حد امکان, عملکرد سیکلون به میزان قابل توجهی افزایش خواهد یافت. درک تعاملات و اثرات آنها بر عملکرد جداکننده در طراحی و عیب یابی سیستم های جداسازی به طور موثر و صحیح کلیدی است.. بعلاوه, درک اینکه چگونه کنترل سطح بر عملکرد طوفان‌های ورودی و ضد رطوبت تأثیر می‌گذارد به تشخیص مسائلی مانند عملکرد ضعیف جداسازی کمک می‌کند., انتقال مایع به مخازن مجاور یا پمپاژ گاز قفل با سرعت و دقت بیشتر.