Hidrocicloni pentru separarea eficientă a solidelor lichide

Hidrocicloanele sunt proiectate pentru a îmbunătăți performanța de separare, reducând în același timp consumul de energie prin modificarea fluxului de fluid în interiorul dispozitivului..

Separarea primară are loc în secțiunea cilindrică a unui ciclon înainte ca particulele să intre în secțiunea conică pentru procese suplimentare de separare care depind de densitatea de alimentare.

Geometria ciclonului

Un ciclon este un echipament circular care folosește forța centrifugă pentru a separa particulele sau picăturile mai mari dintr-un mediu.. Când forța sa centrifugă depășește forța de rezistență a fluidelor, particulele mai mari sau mai dense pleacă printr-o ieșire superioară din partea de sus, în timp ce particulele mai fine sau respinse ies prin orificiile de evacuare inferioare de la bază.

Modelele de admisie tangenţiale promovează formarea puternică de vortex, creșterea eficienței separării. În plus, designul previne curgerea în scurtcircuit care apare atunci când gazul de mare viteză intră în separator.

Pentru eficiență maximă de separare, corpul/tuboiul unui ciclon ar trebui să fie dimensionat corespunzător pentru a asigura o eficiență optimă de separare. Pentru a determina acest lucru, Căutați un spray ușor de ventilare pe măsură ce materialul iese din vârful ciclonului; aceasta indică că a fost dimensionată corect. Dacă, în schimb, materialul se scurge de sub separatorul dvs, fie crește presiunea/debitul de alimentare, fie micșorează dimensiunea tăieturii (adică. aspru).

Fante de preaplin

Proiectarea fantelor de preaplin are o influență enormă asupra eficienței separării hidrociclonilor și a raportului de împărțire. În general, performanța crește odată cu creșterea lățimii fantei de preaplin și scăderea lățimii fantei de subplin.

Când este alimentat într-un ciclon, nămolul se rotește în interiorul pereților săi cilindrici creând forță centrifugă pentru a sorta materialele după densitate. Particulele grele se ciocnesc de perete și sunt trase în jos printr-o țeavă de ieșire numită găsitor de vortex înainte de a ieși printr-o țeavă de evacuare sub debit.; cele grele rămân prinse în el și astfel se acumulează acolo până când sunt survolate prin găsitorul de vortex sau conducta de evacuare a găsitorului de vortex.

Pentru eficiența optimă a unui hidrociclon, trebuie atins un raport optim între viteza axială și cea tangențială pentru a minimiza intensitatea turbulenței și pierderile de energie în interiorul pereților săi, precum și pentru a permite particulelor ușoare să acceseze o forță centrifugă suficientă pentru a ajunge la ieșirea de preaplin..

Unghiurile orificiului

Când este alimentat tangențial într-un cilindru ciclon, acțiunea sa de rotație transformă viteza lichidului în forță centrifugă care trage particulele mai grele spre perete, în timp ce particulele mai ușoare mai fine se aglomerează și spiralează în sus pentru a ieși prin orificiul superior de preaplin.; particulele mai grele mai grosiere cad apoi înapoi în orificiul de evacuare inferior cu niște lichid printr-un tub prelungitor (numit găsitor de vortex).

Separarea hidrociclonilor poate fi făcută mai eficientă folosind modele de curgere fără forfecare care minimizează forțele de forfecare; Designurile fără forfecare pot oferi alte avantaje față de filtrarea media tradițională, cum ar fi durata de viață crescută a lichidului de răcire. La proiectarea sistemului, cu toate acestea, trebuie luată în considerare și forfecarea.

Distribuția axială a vitezei

Când forța centrifugă poate depăși forțele de frecare experimentate de fluid, particulele grele sunt separate de lichid și ies printr-o ieșire de jos axială (underflow) în timp ce lichidele mai ușoare intră printr-o ieșire superioară a unui hidrociclon (preaplin).

Un ciclon are două ieșiri pe axa sa axială; unul de jos cunoscut sub numele de “partea de respingere,” și o altă priză mai mare în partea de sus cunoscută ca “partea de preaplin.” Injectarea tangenţială în camera sa cilindrică creează un model de curgere în vârtej; evacuarea din partea de preaplin trece printr-o conductă axială care iese din vârful ciclonului.

Cu toate acestea, caracteristicile inerente ale curgerii fluidului duc la separare imperfectă și pierderi de energie, indiferent de geometrie. Vizând designul optim, au fost propuse și testate diverse modele de îmbunătățire a fluxului de fluid – precum inserarea unui corp central9, con interior11, conducte duble de preaplin12-13, con despicat14 și capacul de preaplin15 de exemplu; toate au demonstrat că reduc diametrul miezului de aer, crescând în același timp performanța de clasificare a dimensiunii particulelor.