Hidrocikloni – Efektīva atdalīšana uzlabotai apstrādei

Hidrocikloni izmanto šķidruma ātrumu, lai pārvērstu rotācijas kustībā, ar smagākām vai blīvākām daļiņām, kas spirāli riņķo ap iekšējo sienu, līdz iziet caur ierobežotu aksiālo apakšējo izeju kā apakšplūsmu, savukārt smalkākas daļiņas izplūst caur aksiālo augšējo izeju kā pārplūdi.

Atdalīšanas efektivitāte ciklonos ir atkarīga no vairākiem galvenajiem konstrukcijas un darbības mainīgajiem lielumiem, kas šeit tiks aplūkoti kā faktori, kas ietekmē šķirņu atdalīšanas efektivitāti (GSE).

Izmērs un blīvums

Hidrocikloni izmanto izmēru un blīvumu, lai atšķirtu materiālus. Smagākas daļiņas tiek iesprostoti pret sienām, pēc tam izejiet caur apakšā esošo izplūdes atveri. Vieglākas smalkākas daļiņas paliek suspendētas augšpusē un tiek izvadītas pa pārplūdes atverēm (sauc arī par tapām) dažādos augstumos atkarībā no pakārtotās pielietojuma vajadzībām.

Atdalīšanas veiktspēja ciklonos ir atkarīga no tā iekšējā plūsmas lauka, ko var pielāgot, optimizējot tā struktūru vai mainot darbības parametrus. Padeves plūsmas ātrumam un spiediena starpībai ciklonā ir īpaša ietekme uz radīto centrbēdzes spēku.

Ieplūdes spiediena un padeves plūsmas ātruma atbilstība palīdz samazināt daļiņu uzturēšanās laiku ciklonā, un izvēloties vienu ar lielu virsotnes diametru, tiek samazināts trošu veidošanās risks, kas rodas, materiālam vienlaikus nonākot gan pārplūdes, gan apakšteces izplūdes atverēs..

Spiediena kritums

Hidrocikloni var tikt bloķēti ar cietiem piesārņotājiem, radot nopietnas darbības un aprīkojuma problēmas, piemēram, padeves sūkņus. Regulāra to starpliku pārbaude, lai atklātu nodiluma pazīmes, ir galvenais, lai palīdzētu samazināt šo risku.

Lai panāktu efektīvu atdalīšanas procesu, ciklona diametrs ir rūpīgi jāizvēlas atbilstoši tā pielietojumam. Turklāt, mainot plūsmas ātrumu vai tonnas stundā (tph) var mainīt tā griezuma punktu un tādējādi ietekmēt efektivitātes līmeni.

Tiklīdz virca nonāk ciklonā, ar centrbēdzes spēku to virza uz rotāciju un savā cilindriskajā kamerā sāk veidot virpuli. Smagākas daļiņas nokrīt pa mucas sekciju, lai izietu cauri tās virsotnei, savukārt vieglāki materiāli tiek ievilkti virpuļa centrā ar šķidruma kustību uz iekšu un tiek transportēti uz tā pārplūdes izplūdi..

Vircas koncentrācija

Hidrociklona atdalīšanai nepieciešams noteikts iekšējais spiediens, kas ciklonā jāizveido, lai gūtu panākumus. Vircas blīvums, tajā ievadītajam tilpumam un izmēram ir būtiska nozīme šī centrbēdzes spēka radīšanā – spiežot smagākas daļiņas virzienā uz centru, nevis pret tā virsotni un ārā no pārplūdes izejas.

Zema padeves koncentrācija var izraisīt rupjāku atdalīšanu, savukārt augsts padeves spiediens rada smalkākus rezultātus. Turklāt, ieplūdes izmēram var būt liela ietekme uz atdalīšanas rezultātiem; lielākas ieplūdes atveres palielina jaudu.

Yang et al. veica pētījumus, lai novērtētu hidrociklonu ar dažādu galveno diametru atdalīšanas veiktspēju, izmantojot gan simulācijas, gan eksperimentu metodes. Viņu rezultāti parādīja, ka, ja to izmanto, lai atdalītu vircu mazākos līdzstrāvas hidrociklonos, pārplūdes izplūdes koncentrācija pakāpeniski palielinās, kamēr tā samazinās tālākās vietās, kas atrodas prom no ciklona virsotnes., liecina, ka šie hidrocikloni uzlabo atdalīšanas efektivitāti.

Virpuļu meklētājs

Barības materiāls tiek ievadīts tangenciāli ciklonā un griezts, lai radītu centrbēdzes spēku, kas atdala smagākas daļiņas no vieglākajām., ar vieglākiem, kas iziet caur pārplūdes izvadu, bet rupjāki, smagākas daļiņas iziet caur apakšplūsmas izplūdi.

Daļiņu griezuma izmēru hidrociklonā ietekmē daudzi mainīgie, piemēram, tā ieplūdes ātrums, īsslēguma plūsmas ātruma attiecības un atdalīšanas efektivitāte. Novērtēt šo ietekmi uz daļiņu griezuma izmēru hidrociklonos, lai prognozētu tā atdalīšanas procesu, tika izmantots modelis, izmantojot Reinoldsa stresa analīzi un šķidruma tilpumu.

Rezultāti liecināja, ka ieplūdes ātrumam un Vortex Finder garumam ir vislielākā ietekme uz daļiņu griezuma izmēru. Garāks Vortex Finder varētu samazināt spiediena kritumu un aksiālo/tangenciālo/radiālo ātrumu, bet palielinātu AVWZ svārstības; biezākas sienas joprojām varētu palīdzēt samazināt šos faktorus, tomēr mazāk ietekmē cirkulācijas plūsmu pirmsatdalīšanas telpās.