Hidrosiklon Untuk Pemisahan Padat Cair yang Efisien

Hidrosiklon dirancang untuk meningkatkan kinerja pemisahan sekaligus menurunkan konsumsi energi dengan mengubah aliran fluida di dalam perangkat.

Pemisahan primer terjadi di bagian silinder siklon sebelum partikel memasuki bagian kerucut untuk proses pemisahan tambahan yang bergantung pada kepadatan umpan.

Geometri Siklon

Siklon adalah peralatan berbentuk lingkaran yang menggunakan gaya sentrifugal untuk memisahkan partikel atau tetesan yang lebih besar dari suatu medium. Ketika gaya sentrifugalnya melebihi gaya hambat fluida, partikel yang lebih besar atau lebih padat keluar melalui saluran keluar atas di bagian atas, sementara partikel yang lebih halus atau ditolak keluar melalui outlet penolakan yang lebih rendah di dasar.

Desain saluran masuk tangensial mendorong pembentukan pusaran yang kuat, meningkatkan efisiensi pemisahan. Lebih-lebih lagi, desainnya mencegah aliran hubung singkat yang terjadi ketika gas berkecepatan tinggi memasuki separator.

Untuk efisiensi pemisahan maksimum, badan/laras siklon harus berukuran tepat untuk memastikan efisiensi pemisahan yang optimal. Untuk menentukan ini, carilah sedikit semprotan yang mengipasi saat material keluar dari puncak siklon; ini menunjukkan ukurannya telah tepat. Jika sebaliknya material bocor dari bawah pemisah Anda, baik meningkatkan tekanan/aliran umpan atau mengurangi ukuran potongan (yaitu. membuatnya menjadi kasar).

Celah Melimpah

Desain celah pelimpah mempunyai pengaruh yang sangat besar terhadap efisiensi pemisahan hidrosiklon dan rasio pemisahan. Umumnya, kinerja meningkat dengan bertambahnya lebar celah luapan dan berkurangnya lebar celah aliran bawah.

Saat dimasukkan ke dalam siklon, bubur berputar di dalam dinding silindernya menciptakan gaya sentrifugal untuk menyortir material berdasarkan kepadatan. Partikel berat bertabrakan dengan dinding dan ditarik ke bawah melalui pipa aliran keluar yang disebut pencari pusaran sebelum keluar melalui pipa saluran keluar aliran bawah.; yang berat tetap terperangkap di dalamnya dan terakumulasi di sana hingga meluap melalui pencari pusaran atau pipa aliran keluar pencari pusaran.

Untuk efisiensi optimal hidrosiklon, rasio optimal antara kecepatan aksial dan tangensial harus dicapai untuk meminimalkan intensitas turbulensi dan kehilangan energi di dalam dindingnya serta memungkinkan partikel cahaya mengakses gaya sentrifugal yang cukup untuk mencapai outlet luapannya..

Sudut Lubang

Ketika dimasukkan secara tangensial ke dalam silinder siklon, aksi putarannya mengubah kecepatan cairan menjadi gaya sentrifugal yang menarik partikel yang lebih berat ke arah dinding sementara partikel halus yang lebih ringan menggumpal dan berputar ke atas untuk keluar melalui saluran keluar luapan atasnya.; partikel yang lebih berat dan lebih kasar kemudian jatuh ke belakang ke saluran pembuangan bagian bawahnya bersama sedikit cairan melalui tabung ekstensi (disebut pencari pusaran).

Pemisahan hidrosiklon dapat dibuat lebih efektif dengan menggunakan pola aliran non-geser yang meminimalkan gaya geser; desain bebas geser mungkin menawarkan keunggulan lain dibandingkan filtrasi media tradisional seperti peningkatan masa pakai cairan pendingin. Saat merancang sistem, Namun, geser juga harus dipertimbangkan.

Distribusi Kecepatan Aksial

Ketika gaya sentrifugal dapat melebihi gaya gesekan yang dialami fluida, partikel berat dipisahkan dari cairan dan keluar melalui saluran keluar bawah aksial (mengalir di bawah) sedangkan cairan yang lebih ringan masuk melalui saluran keluar atas hidrosiklon (meluap).

Siklon memiliki dua saluran keluar pada sumbu aksialnya; satu di bawah dikenal sebagai “sisi penolakan,” dan outlet lain yang lebih besar di atas dikenal sebagai “sisi meluap.” Injeksi tangensial ke dalam ruang silindernya menciptakan pola aliran yang berputar-putar; debit dari sisi luapan melewati pipa aksial yang menonjol keluar dari puncak siklon.

Namun, karakteristik aliran fluida yang melekat menyebabkan pemisahan yang tidak sempurna dan hilangnya energi terlepas dari geometrinya. Bertujuan untuk desain yang optimal, berbagai desain peningkatan aliran fluida telah diusulkan dan diuji – seperti memasukkan bodi tengah9, kerucut bagian dalam11, pipa luapan ganda12-13, celah cone14 dan overflow cap15 misalnya; semuanya telah terbukti mengurangi diameter inti udara sekaligus meningkatkan kinerja klasifikasi ukuran partikel.