Hidrocikloni efektīvai šķidro cieto vielu atdalīšanai

Hidrocikloni ir paredzēti, lai uzlabotu atdalīšanas veiktspēju, vienlaikus samazinot enerģijas patēriņu, mainot šķidruma plūsmu ierīcē.

Primārā atdalīšana notiek ciklona cilindriskajā daļā, pirms daļiņas nonāk koniskajā sekcijā papildu atdalīšanas procesiem, kas ir atkarīgi no padeves blīvuma.

Ciklona ģeometrija

Ciklons ir apļveida iekārta, kas izmanto centrbēdzes spēku, lai no vides atdalītu lielākas daļiņas vai pilienus.. Kad tā centrbēdzes spēks pārsniedz šķidrumu pretestības spēku, lielākas vai blīvākas daļiņas iziet caur augšējo izeju augšpusē, kamēr smalkākas vai atgrūstas daļiņas iziet caur apakšējām izmešu izvadiem pamatnē.

Tangenciālās ieplūdes konstrukcijas veicina spēcīgu virpuļu veidošanos, paaugstinot atdalīšanas efektivitāti. Turklāt, Konstrukcija novērš īssavienojuma plūsmu, kas rodas, ja liela ātruma gāze nonāk separatorā.

Maksimālai atdalīšanas efektivitātei, ciklona korpusam/stobram jābūt atbilstoša izmēra, lai nodrošinātu optimālu atdalīšanas efektivitāti. Lai to noteiktu, meklējiet nelielu izsmidzināšanu, materiālam izejot no ciklona virsotnes; tas norāda, ka tas ir pareizi izmērīts. Ja tā vietā materiāls izplūst no apakšas, jūsu separators, vai nu palielināt padeves spiedienu/plūsmu, vai samazināt griezuma izmēru (t.i. rupji to uz augšu).

Pārplūdes spraugas

Pārplūdes spraugu konstrukcijai ir milzīga ietekme uz hidrociklona atdalīšanas efektivitāti un sadalīšanas attiecību. Vispār, veiktspēja palielinās, palielinoties pārplūdes spraugas platumam un samazinoties pārplūdes spraugas platumam.

Kad tiek ievadīts ciklonā, virca rotē tās cilindriskajās sienās, radot centrbēdzes spēku, lai šķirotu materiālus pēc blīvuma. Smagās daļiņas saduras pret sienu un tiek novilktas lejup pa izplūdes cauruli, ko sauc par virpuļu meklētāju, pirms iziet caur apakšplūsmas izplūdes cauruli; smagie paliek iesprostoti pret to un tādējādi tur uzkrājas, līdz tiek pārlidoti caur virpuļ meklētāju vai virpuļmetrāžas izplūdes cauruli.

Optimālai hidrociklona efektivitātei, ir jāsasniedz optimāla attiecība starp aksiālo un tangenciālo ātrumu, lai samazinātu turbulences intensitāti un enerģijas zudumus tās sienās, kā arī ļautu gaismas daļiņām piekļūt pietiekamam centrbēdzes spēkam, lai sasniegtu to pārplūdes atveri..

Atveres leņķi

Kad to tangenciāli ievada ciklona cilindrā, tā griešanās darbība pārvērš šķidruma ātrumu centrbēdzes spēkā, kas velk smagākas daļiņas pret sienu, bet vieglākas smalkākas daļiņas aglomerējas un spirālē uz augšu, lai izietu caur augšējo pārplūdes atveri.; smagākas rupjākas daļiņas pēc tam iekrīt atpakaļ tās apakšējā izmešanas atverē ar nelielu daudzumu šķidruma caur pagarinājuma cauruli (sauc par virpuļu meklētāju).

Hidrociklona atdalīšanu var padarīt efektīvāku, izmantojot bezbīdes plūsmas modeļus, kas samazina bīdes spēkus; Bezbīdes konstrukcijas var piedāvāt citas priekšrocības salīdzinājumā ar tradicionālo vides filtrēšanu, piemēram, palielināt dzesēšanas šķidruma kalpošanas laiku. Izstrādājot sistēmu, tomēr, jāņem vērā arī bīde.

Aksiālais ātruma sadalījums

Kad centrbēdzes spēks var pārsniegt berzes spēkus, ko izjūt šķidrums, smagās daļiņas tiek atdalītas no šķidruma un iziet caur aksiālo apakšējo izeju (zemplūsma) kamēr vieglāki šķidrumi iekļūst pa hidrociklona augšējo izplūdes atveri (pārplūde).

Ciklonam ir divas izejas uz tā aksiālās ass; viens apakšā pazīstams kā “noraidīšanas puse,” un vēl viena lielāka izeja augšpusē, kas pazīstama kā “pārplūdes puse.” Tangenciāla iesmidzināšana tās cilindriskajā kamerā rada virpuļojošu plūsmas modeli; izplūde no pārplūdes puses iet caur aksiālu cauruli, kas izvirzīta no ciklona virsotnes.

Tomēr, raksturīgās šķidruma plūsmas īpašības izraisa nepilnīgu atdalīšanu un enerģijas zudumus neatkarīgi no ģeometrijas. Mērķis ir optimāls dizains, ir ierosināti un pārbaudīti dažādi šķidruma plūsmas uzlabošanas modeļi – piemēram, ievietojot centrālo korpusu9, iekšējais konuss 11, dubultās pārplūdes caurules12-13, piemēram, spraugas konuss14 un pārplūdes vāciņš15; visi ir pierādījuši, ka tie samazina gaisa serdes diametru, vienlaikus palielinot daļiņu izmēra klasifikācijas veiktspēju.