चक्रवात विभाजक – ठोस तरल पृथक्करण के लिए बेहतर दक्षता

हाइड्रोसाइक्लोन प्रवाह को अरैखिक आंशिक अंतर समीकरणों के एक सेट द्वारा वर्णित किया जा सकता है. इस डिवाइस को विस्तार से मॉडलिंग करते समय, घोल सांद्रण प्रोफ़ाइल के संबंध में भविष्यवाणियाँ, अक्षीय और रेडियल स्लिप वेग, आकार वर्गीकरण प्रदर्शन को इसके मॉडल के भागों के रूप में शामिल किया गया है.

चक्रवातों का प्रदर्शन उनके शंकु आकार जैसे कई चरों के आधार पर बहुत भिन्न होता है, निकास आयाम और फ़ीड दबाव. पृथक्करण उद्देश्यों के लिए दबाव सेटिंग्स पर विचार करते समय यह याद रखना महत्वपूर्ण है कि उच्च दबाव मोटे कटौती पैदा करेगा जबकि कम दबाव महीन कटौती पैदा करेगा.

चक्रवात का केन्द्रापसारक बल

हाइड्रोसाइक्लोन निलंबन को दो घटकों में अलग करने के लिए केन्द्रापसारक बल का उपयोग करते हैं. उच्च घनत्व वाले कण किनारों की ओर पलायन करते हैं और अपने निचले आउटलेट के माध्यम से डिस्चार्ज हो जाते हैं जबकि कम घनत्व वाले कण एक भंवर खोजक की ओर ऊपर की ओर बढ़ते हैं और एक शीर्ष उद्घाटन के माध्यम से बाहर निकलते हैं। (अधःप्रवाह).

कम्प्यूटेशनल फ्लूइड डायनेमिक्स का उपयोग चक्रवात विभाजक के अंदर कण आंदोलन का निरीक्षण करने के लिए किया जाता है. शोधकर्ता इस दृष्टिकोण का उपयोग मल्टीफ़ेज़ प्रवाह आंदोलनों की सटीक गणना करने और पृथक्करण दक्षता पर उनके प्रभाव का आकलन करने के लिए करते हैं [30].

कई कारक चक्रवात विभाजक के प्रदर्शन को प्रभावित करते हैं, फ़ीड दबाव सहित, कण आकार और घनत्व, घोल की सघनता और चक्रवात की ज्यामिति. एक बड़ा शीर्ष आकार या लंबा शंकु कोण उचित संचालन सुनिश्चित करने के लिए हेड लॉस को स्वीकार्य सीमा तक रखते हुए पृथक्करण दक्षता में सुधार कर सकता है; सिर के निचले हिस्से के क्षतिग्रस्त होने से घिसाव कम होता है जिससे समय के साथ इसका जीवनकाल बढ़ जाता है.

चक्रवात का कोण

चक्रवात विभाजक ज्यामिति इसकी पृथक्करण प्रक्रिया में एक अभिन्न भूमिका निभाती है. प्रवेश, शंकु कोण और डिस्चार्ज व्यास सभी का इसके प्रदर्शन पर प्रभाव पड़ता है.

अध्ययनों से पता चला है कि चक्रवात विभाजक का इनलेट कोण इसकी पृथक्करण दक्षता को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करता है. जब इसके इनलेट डक्ट को अधिक कोण पर समायोजित किया जाता है, कण आकार वितरण में परिवर्तन [48].

तापमान का चक्रवात के प्रदर्शन पर भी प्रतिकूल प्रभाव पड़ सकता है. जब इनलेट डक्ट का तापमान बढ़ जाता है, कण धाराओं की गतिशील चिपचिपाहट बढ़ जाती है जिसके परिणामस्वरूप पृथक्करण दक्षता कम हो जाती है.

चक्रवात किस प्रकार प्रक्रिया द्रवों को अलग करते हैं, इसमें लंबाई और ऊंचाई एक अभिन्न भूमिका निभा सकती है, लंबे शंकु खंड बेहतर पृथक्करण उत्पन्न करते हैं जबकि छोटे खंड मोटे कट उत्पन्न करते हैं. चक्रवात का चयन करते समय इसकी लंबाई को प्रक्रिया द्रव के वांछित कण आकार वितरण से मेल करना बुद्धिमानी है ताकि आपके आवेदन के लिए उचित आकार की इकाई का चयन किया जा सके।.

चक्रवात की लंबाई

हाइड्रोसाइक्लोन एक स्पर्शरेखा दिशा में अपेक्षाकृत उच्च गति से घोल में प्रवेश करके और इसे नीचे की ओर ले जाकर काम करते हैं, अंततः दो धाराओं में विभक्त हो गया – सघन कण सीमित तरल के साथ अस्वीकृत पक्ष से बाहर निकलते हैं, जबकि बारीक या हल्के कण अतिप्रवाह पक्ष से बाहर निकलते हैं और गुरुत्वाकर्षण द्वारा तरल के रूप में एकत्रित हो जाते हैं.

हाइड्रो साइक्लोन सेपरेटर का प्रदर्शन कई चर पर निर्भर करता है, कण आकार सहित, घोल में ठोस पदार्थों का घनत्व और सांद्रता. फ़ीड दबाव का भी प्रदर्शन पर प्रभाव पड़ता है: फ़ीड दबाव बढ़ने से केन्द्रापसारक बल बढ़ जाता है जिससे पृथक्करण दक्षता में सुधार होता है लेकिन डिवाइस पर घिसाव बढ़ सकता है.

लंबाई भी प्रदर्शन में एक अभिन्न भूमिका निभाती है; बड़े चक्रवात मोटे कट आकार का उत्पादन करते हैं जबकि छोटे चक्रवात अधिक कण पृथक्करण सटीकता प्रदान करते हैं. आगे, लंबे समय तक चलने वाले चक्रवातों से अशांति बढ़ जाती है और ऊर्जा की मांग बढ़ जाती है जिसके संचालन के लिए अतिरिक्त बिजली की खपत की आवश्यकता होती है, इस प्रकार वे छोटी इकाइयों की तुलना में अधिक महंगे हो जाते हैं.

चक्रवात का दबाव

चक्रवात विभाजकों को प्रक्रिया तरल प्रणालियों से रेत जैसे महीन कणों को हटाने और हीट एक्सचेंजर्स को अवरुद्ध होने से रोकने के लिए डिज़ाइन किया गया है।, शीतल जल प्रणालियाँ, वाल्व, इन जुर्माने को हटाकर नोजल या पंप.

जैसे ही निलंबन स्पर्शरेखीय प्रवाह में एक चक्रवात में प्रवेश करता है, इसे केन्द्रापसारक बल द्वारा तेजी से त्वरित किया जाता है ताकि इसे केन्द्रापसारक त्वरण द्वारा इसकी दीवारों के खिलाफ मजबूर किया जा सके. बड़ा, सबसे घने कण अलग हो जाते हैं और अतिप्रवाह के माध्यम से निकल जाते हैं जबकि महीन और हल्के कण नीचे बैठ जाते हैं और अंडप्रवाह के माध्यम से निकल जाते हैं.

DIMENSIONS, फ़ीड दबाव और ठोस पदार्थों की सांद्रता सभी किसी भी चक्रवात प्रणाली के लिए पृथक्करण दक्षता में एक अभिन्न भूमिका निभाते हैं. इन चरों को यथासंभव स्थिर रखकर, चक्रवात का प्रदर्शन काफी हद तक बढ़ जाएगा. विभाजक प्रदर्शन पर उनकी बातचीत और प्रभावों को समझना पृथक्करण प्रणालियों को कुशलतापूर्वक और सही ढंग से डिजाइन करने और समस्या निवारण करने में महत्वपूर्ण है. आगे, यह समझने से कि स्तर नियंत्रण इनलेट और डिमिस्टिंग चक्रवातों के संचालन को कैसे प्रभावित करता है, खराब पृथक्करण प्रदर्शन जैसे मुद्दों का निदान करने में मदद करता है, आसन्न जहाजों में तरल को ले जाना या पंप गैस लॉकिंग समस्याओं को अधिक तेज़ी से और सटीक रूप से लागू करना.