Hydrosyklonit tehokkaaseen nestemäisten kiintoaineiden erottamiseen

Hydrosyklonit on suunniteltu parantamaan erotuskykyä ja samalla vähentämään energiankulutusta muuttamalla nesteen virtausta laitteen sisällä.

Ensisijainen erotus tapahtuu syklonin lieriömäisessä osassa ennen kuin hiukkaset tulevat kartiomaiseen osaan lisäerotusprosesseja varten, jotka riippuvat syöttötiheydestä.

Syklonigeometria

Sykloni on pyöreä laite, joka käyttää keskipakovoimaa suurempien hiukkasten tai pisaroiden erottamiseen väliaineesta. Kun sen keskipakovoima ylittää nesteiden vastusvoiman, Suuremmat tai tiheämmät hiukkaset poistuvat yläosassa olevan ylemmän poistoaukon kautta, kun taas hienommat tai hylätyt hiukkaset poistuvat pohjassa olevien alempien poistoaukkojen kautta.

Tangentiaaliset tuloaukot edistävät voimakasta pyörteiden muodostumista, lisää erotuksen tehokkuutta. Lisäksi, rakenne estää oikosulkuvirtauksen, joka syntyy, kun suurinopeuskaasu tulee erottimeen.

Parhaan erottelutehokkuuden saavuttamiseksi, syklonin rungon/tynnyrin tulee olla sopivan kokoinen optimaalisen erotustehokkuuden varmistamiseksi. Tämän määrittämiseksi, etsi lievä tuulettuva suihke materiaalin poistuessa syklonin huipusta; tämä osoittaa, että se on oikean kokoinen. Jos sen sijaan materiaalia vuotaa erottimen alta, joko lisää syöttöpainetta/virtausta tai pienennä leikkauskokoa (eli. karkea se).

Ylivuotoraot

Ylivuotorakojen suunnittelulla on valtava vaikutus hydrosyklonien erotuksen tehokkuuteen ja jakosuhteeseen. Yleensä, suorituskyky paranee, kun ylivuotoraon leveys kasvaa ja alivuotoraon leveys pienenee.

Sykloniin syötettynä, liete pyörii lieriömäisten seinien sisällä luoden keskipakovoimaa materiaalien lajittelemiseksi tiheyden mukaan. Raskaat hiukkaset törmäävät seinää vasten ja vedetään alas ulosvirtausputken kautta, jota kutsutaan vortex Finderiksi, ennen kuin ne poistuvat alavirtausputken kautta; raskaat jäävät loukkuun sitä vasten ja kerääntyvät siten sinne, kunnes ne lentävät yli pyörremittarin tai pyörremittarin ulosvirtausputken kautta.

Hydrosyklonin optimaaliseen tehokkuuteen, aksiaalisen ja tangentiaalisen nopeuden välillä on saavutettava optimaalinen suhde turbulenssin intensiteetin ja energiahäviöiden minimoimiseksi sen seinien sisällä sekä jotta valohiukkaset pääsevät käsiksi riittävään keskipakovoimaan saavuttaakseen ylivuotoaukkonsa.

Aukon kulmat

Kun syötetään tangentiaalisesti syklonisylinteriin, sen pyörivä toiminta muuttaa nesteen nopeuden keskipakovoimaksi, joka vetää raskaampia hiukkasia seinää kohti, kun taas kevyemmät hienommat hiukkaset kasautuvat ja kiertyvät ylöspäin poistuakseen ylivuotoaukon kautta; raskaammat karkeammat hiukkaset putoavat sitten taaksepäin sen pohjarejektiaukkoon nesteen kera jatkoputken läpi (kutsutaan vortex Finderiksi).

Hydrosyklonien erottelua voidaan tehdä tehokkaammaksi käyttämällä ei-leikkausvirtauskuvioita, jotka minimoivat leikkausvoimat; Leikkausvapaat mallit voivat tarjota muita etuja perinteiseen väliainesuodatukseen verrattuna, kuten pidennetyn jäähdytysnesteen käyttöiän. Järjestelmää suunniteltaessa, kuitenkin, leikkaus on myös otettava huomioon.

Aksiaalinen nopeuden jakautuminen

Kun keskipakovoima voi ylittää nesteen kokemat kitkavoimat, raskaat hiukkaset erotetaan nesteestä ja poistuvat aksiaalisen pohjan kautta (alivuoto) kun taas kevyemmät nesteet tulevat sisään hydrosyklonin yläpoistoaukon kautta (ylivuoto).

Syklonissa on kaksi ulostuloa aksiaalisella akselillaan; yksi pohjalla tunnetaan nimellä “hylättävä puoli,” ja toinen suurempi pistorasia ylhäällä, joka tunnetaan nimellä “ylivuotopuoli.” Tangentiaalinen ruiskutus sen sylinterimäiseen kammioon luo pyörteisen virtauskuvion; poisto ylivuotopuolelta kulkee syklonin huipusta ulos työntyvän aksiaaliputken kautta.

Kuitenkin, nesteen luontaiset virtausominaisuudet johtavat epätäydelliseen erottumiseen ja energiahäviöön geometriasta riippumatta. Tavoitteena optimaalinen muotoilu, erilaisia ​​nestevirtauksen tehostamismalleja on ehdotettu ja testattu – kuten keskirungon lisääminen9, sisäkartio 11, kaksinkertaiset ylivuotoputket12-13, esimerkiksi rakokartio14 ja ylivuotokorkki15; kaikki ovat osoittaneet pienentävän ilmaytimen halkaisijaa ja lisäävän hiukkaskokojen luokittelukykyä.