ჰიდროციკლონები – ნაწილაკების ეფექტური გამოყოფა ოპტიმალური მუშაობისთვის

ნალექის საკვები შემოდის ტანგენციურად ციკლონის ცილინდრში, რაც იწვევს მის ბრუნვას და წარმოქმნის ცენტრიდანულ ძალას, რომელიც აიძულებს უფრო მძიმე ნაწილაკებს მისი კედლისკენ, ხოლო მსუბუქი ნაწილაკები გამოდიან მისი ზედა გადინების გასასვლელიდან.

გამოყოფის სიმკვეთრის გასაზრდელად, ახალი მოდელი იყენებს დახრილ რგოლს ზედა ფირფიტაზე, ცენტრალური ჯოხი, და მწვერვალის კონუსი – ნაწილაკების ტრაექტორიის ვიზუალიზაცია ამოწმებს CFD სიმულაციის შედეგებს.

ნაწილაკების ეფექტური გამოყოფა

ჰიდროციკლონის გამოყოფის შესრულება დამოკიდებულია რამდენიმე დიზაინსა და ოპერაციულ ცვლადზე. ეს ცვლადები მოიცავს ჰიდროციკლონის დიზაინს, ზომა და სიგრძე; ოპერაციული პირობები, როგორიცაა საკვების ნაკადის სიჩქარე, ნალექის წნევა და კონცენტრაციის დონე; ისევე როგორც ფიზიკური თვისებები, როგორიცაა ნაწილაკების ზომის განაწილების სიმკვრივის სიბლანტე მისი შიგთავსის.

უხეში ფრაქციები აჩქარებულია ცენტრიდანული ძალების მეშვეობით ცილინდრის განყოფილებაში და მიემართება სითხისკენ., ხოლო წვრილები ბრუნავენ მასთან ერთად და გამოდიან ჰიდროციკლონის ბოლოში მდებარე მწვერვალის საქშენით. ამ მწვერვალის საქშენის კორექტირება შესაძლებელია ჭრის ზომების მისაღწევად 2.7 სპეციფიკური სიმძიმე (SG) მდე 400 ბადე (20ერთი).

სითხის მრავალი მოდელი იქნა გამოყენებული ჰიდროციკლონებში ნაკადის ქცევის გასაანალიზებლად. ადრეული თეორიები ეფუძნებოდა წონასწორობისა და ცხოვრების დროის თეორიებს; უახლესი მათემატიკური მოდელები მოიცავს სითხისა და ნაწილაკების დინამიკის კომპონენტებს, აგრეთვე მისი ნაკადის ქცევის გამოკვლევის ციფრულ და ექსპერიმენტულ მეთოდებს..

ერთი ფაქტორი, რომელიც გავლენას ახდენს განცალკევების ეფექტურობაზე, არის შიდა წნევის ვარდნა. როგორც იზრდება slurry კონცენტრაცია, ეს იზრდება სიბლანტის გაზრდის გამო; განცალკევების ეფექტურობის კიდევ ერთი გავლენიანი არის ხვრელის რადიუსი, რომელიც შეესაბამება ჰიდროციკლონებში ტანგენციალური სიჩქარის განაწილებას. – ამიტომ ხვრელის რადიუსის ოპტიმიზაცია გაზრდის განცალკევების მაქსიმალურ ეფექტურობას.

მაღალი ეფექტურობა

ჰიდროციკლონები იყენებენ ზეწოლას შემომავალი სითხისგან, რათა გამოიმუშაონ ცენტრიდანული ძალა და ნაკადის შაბლონები, რომლებიც გამოყოფს ნაწილაკებს სითხისა და შლაპის საშუალებებისგან.. ნალექი შემოდის ტანგენციალური კვების პორტის მეშვეობით ჰიდროციკლონის მთავარ სხეულში, სადაც შემდეგ იგი ქვევით გადაისმება კონუსურ ფორმაში, მობრუნებული ნაკადით, რომელიც ზრდის მძიმე კომპონენტების ინერციას და კონცენტრირდება მათ პერიმეტრზე, ხოლო მსუბუქი კომპონენტები იწევს ღერძული გადადინების ან ღერძული გამოსასვლელისკენ მოხსენების მიზნით..

ჰიდროციკლონის გამოყოფის ეფექტურობა შეიძლება შეფასდეს ზომის კლასიფიკაციის შესრულების მოდელის გამოყენებით, რომელიც მუშაობს კონკრეტული ზომის ნაწილაკების მიდევნით მათი შეღწევის წერტილიდან ჰიდროციკლონისა და გადინების გამოსასვლელში, სადაც აღირიცხება მათი კონცენტრაცია. მოდელი აერთიანებს ისეთ ასპექტებს, როგორიცაა გეომეტრია და ძალების ბალანსი, რომლებიც მოქმედებს თითოეულ ნაწილაკზე, რათა წინასწარ განსაზღვროს, როგორ განვითარდება მათი ტრაექტორია..

ჰიდროციკლონები წარმოქმნიან წვრილ ჭრილობებს, როგორც მათი შესასვლელი წნევა (თფ) ან ნაკადის სიჩქარე იზრდება, მზარდი კონუსის კუთხის გამო, რომელიც აახლოებს ნაწილაკებს მის მწვერვალთან. შემავალი სითხის წნევა ასევე გავლენას ახდენს ამ შედეგზე სიმკვრივის შეცვლით; ძალიან მკვრივმა შეყვანამ შეიძლება ხელი შეუშალოს ნაწილაკების სწორად განცალკევებას, იწვევს დამაბინძურებლების დაგროვებას, რომლებიც აღემატება პრობლემურ ზღურბლებს და, შესაბამისად, ხდება პრობლემა, რომელიც უნდა გამოსწორდეს სისტემის ნაკადის სიჩქარის და ტონა საათში შემცირებით. – ამ გზით ჰიდროციკლონები არ იტვირთება!

მარტივი მოვლა

ჰიდროციკლონის გამოყოფის ეფექტურობა დამოკიდებულია როგორც მის ზომაზე, ასევე საკვების მახასიათებლებზე, მათ შორის კონუსის კუთხე და ცილინდრის სიმაღლის სიმაღლე. უფრო დიდი კონუსის კუთხე და უფრო მოკლე სიმაღლე გაზრდის ნაწილაკების გამოყოფის ეფექტურობას; დამატებით, მყარი ნაწილაკების ტიპმა, როგორიცაა მსხვილი სტრიქონი დამაბინძურებლები, შეიძლება ჩაკეტოს ნაკადის საქშენი და გადამისამართოს ყველა გამოყოფილი მასალა განცალკევების გარეშე., გაზრდის შიდა ცვეთას და მცირდება საერთო ეფექტურობა, მაშინ როდესაც პატარა ქერცლიანი მყარი შეიძლება შევიდეს ჰაერის მორევში და გაზარდოს ქაფის პრობლემები.

საკვების უფრო მაღალი სიმკვრივე იწვევს ნაწილაკების ზომის ვიწრო განაწილებას, ხოლო დაბალი სიმკვრივე პასუხისმგებელია მის გაფართოებაზე. ციკლონები’ ჭრის წერტილების რეგულირება შესაძლებელია მათი ნაკადის სიჩქარის ან ტონა საათში შეცვლით (თფ), თუმცა ეს პროპორციული უნდა დარჩეს.

დააკვირდით წნევის დიფერენციას თქვენს ციკლონზე, როგორც მიმდინარე მოვლის ძირითადი ნაწილი, ასევე აუცილებელია წნევის დიფერენციალური მონიტორინგი. მოსალოდნელი დიაპაზონიდან გადახრები შეიძლება მიუთითებდეს ბლოკირებაზე, ეროზია ან ოპერაციული საკითხები, რომლებიც საჭიროებენ ყურადღებას – წნევის მონიტორინგის შესაბამისი სისტემით, რომელიც უზრუნველყოფს რეალურ დროში უკუკავშირს და საერთოდ აფერხებს შეფერხების პერიოდს.

გაბზარული, მოტეხილობა ან სტრუქტურული დაზიანების სხვა ნიშნები დაუყოვნებლივ უნდა აღმოიფხვრას მასალის დაკარგვის თავიდან ასაცილებლად, არაეფექტური გამოყოფა და უსაფრთხოების საფრთხეები. გარდა ამისა, მნიშვნელოვანია, რომ ეროზიამ ან ბლოკირებამ ხელი შეუშალოს სითხის სწორ ნაკადს როგორც შემავალ და გამოსასვლელ კავშირებზე, ასევე მწვერვალზე/მორევის მპოვნელის დონეზე..

დაბალი ენერგიის მოხმარება

ჰიდროციკლონები არის ეკონომიური გადაწყვეტილებები ნაწილაკების ზომის გამოყოფისთვის ისეთ ინდუსტრიებში, როგორიცაა სამთო, ზეთი & გაზისა და წყლის დამუშავება. შიგნით სითხის ბრუნვის შედეგად წარმოქმნილი ცენტრიდანული ძალის გამოყენებით, ჰიდროციკლონები იჭერენ მყარ ნაწილაკებს მოძრავი ნაწილების გარეშე – ეკონომიური და მარტივი მიდგომა ნაწილაკების განცალკევების აპლიკაციებისთვის, როგორიცაა მაინინგი.

ჰიდროციკლონის გამოყოფის ეფექტურობა შეიძლება გაიზომოს მოცულობით (%ვ/ვ) ან მასობრივი საფუძველი (%w/w) საფუძველი, მოცულობითი გამოთვლებით, ზოგადად, უფრო სწრაფი და მარტივია, ხოლო მასის გამოთვლები უფრო ზუსტ შედეგებს იძლევა.

ჰიდროციკლონის ხარისხის ეფექტურობაზე შეიძლება დიდი გავლენა იქონიოს მისმა სიჩქარემ და წვეთების მოძრაობის კონცენტრაციამ. როდესაც წვეთების სიჩქარე იზრდება, ასევე ტანგენციალური ძალა და ცენტრიდანული ეფექტი, რაც იწვევს ხარისხის ეფექტურობის გაუმჯობესებას; თუმცა, თუ წვეთების კონცენტრაცია აჭარბებს ოპტიმალურ ზღვარს, ეს ეფექტი გაუქმდება და გამოყოფის ეფექტურობა მნიშვნელოვნად მცირდება.

კიდევ ერთი ძირითადი ელემენტი, რომელიც გავლენას ახდენს ჰიდროციკლონის მუშაობაზე, არის მისი კონუსის კუთხე და ცილინდრული სიგრძე, როგორც წესი, 6 გრადუსი ორივესთვის. უფრო გრძელი კონუსის სიგრძე ხშირად აუმჯობესებს გამოყოფის მუშაობას. უფრო მეტიც, მნიშვნელოვანია, რომ ჭრის წერტილი დარჩეს თანმიმდევრული, მიუხედავად ნაკადის სიჩქარის ცვალებადობისა ან ტონა საათში (თფ), წინააღმდეგ შემთხვევაში, დიდი ვარიაციები წარმოიქმნება გამოყოფის ეფექტურობაში; ამ მიზეზით, რეკომენდებულია ცვლადი სიჩქარის დისკების გამოყენება ამ ორი პარამეტრის გასაკონტროლებლად.