Гидроциклоны для эффективного разделения жидких и твердых частиц

Гидроциклоны предназначены для повышения эффективности разделения и одновременного снижения энергопотребления за счет изменения потока жидкости внутри устройства..

Первичное разделение происходит в цилиндрической секции циклона перед тем, как частицы попадают в коническую секцию для дополнительных процессов разделения, которые зависят от плотности сырья..

Циклонная геометрия

Циклон — это устройство круглой формы, которое использует центробежную силу для отделения более крупных частиц или капель от среды.. Когда его центробежная сила превышает силу сопротивления жидкостей, более крупные или плотные частицы выходят через верхний выпуск наверху, в то время как более мелкие или отбракованные частицы выходят через нижние отверстия для отбраковки в основании.

Тангенциальная конструкция впуска способствует образованию сильных вихрей., повышение эффективности разделения. Более того, конструкция предотвращает короткое замыкание потока, которое происходит, когда газ с высокой скоростью поступает в сепаратор.

Для максимальной эффективности разделения, корпус/цилиндр циклона должен иметь соответствующий размер, чтобы обеспечить оптимальную эффективность разделения.. Чтобы определить это, обратите внимание на легкие раздувающиеся брызги, когда материал выходит из вершины циклона; это означает, что он имеет правильный размер. Если вместо этого материал вытечет из-под сепаратора, либо увеличьте давление/поток подачи, либо уменьшите размер резки. (то есть. огрубить это).

Прорези для перелива

Конструкция переливных щелей оказывает огромное влияние на эффективность гидроциклонной сепарации и коэффициент разделения.. В общем, Производительность увеличивается с увеличением ширины переливной щели и уменьшением ширины нижней переливной щели..

При подаче в циклон, суспензия вращается внутри своих цилиндрических стенок, создавая центробежную силу для сортировки материалов по плотности.. Тяжелые частицы сталкиваются со стеной и вытягиваются вниз через выпускную трубу, называемую вихревым искателем, а затем выходят через выпускную трубу нижнего слива.; тяжелые остаются в ловушке и, таким образом, накапливаются там до тех пор, пока не будут выброшены через вихревой искатель или выпускную трубу вихревого искателя..

Для оптимальной эффективности гидроциклона, необходимо достичь оптимального соотношения между осевой и тангенциальной скоростью, чтобы свести к минимуму интенсивность турбулентности и потери энергии внутри его стенок, а также дать возможность легким частицам получить доступ к достаточной центробежной силе для достижения их переливного отверстия..

Углы отверстия

При тангенциальной подаче в циклонный цилиндр, его вращательное действие преобразует скорость жидкости в центробежную силу, которая притягивает более тяжелые частицы к стенке, в то время как более легкие и мелкие частицы агломерируются и поднимаются по спирали вверх, выходя через верхнее переливное отверстие.; более тяжелые и крупные частицы затем падают назад в нижнее выпускное отверстие вместе с небольшим количеством жидкости через удлинительную трубку. (называется вихревой искатель).

Гидроциклонное разделение можно сделать более эффективным, используя несдвиговые схемы потока, которые минимизируют сдвиговые силы.; конструкции без сдвига могут иметь другие преимущества по сравнению с традиционной фильтрацией сред, такие как увеличенный срок службы охлаждающей жидкости.. При проектировании системы, однако, сдвиг также необходимо учитывать.

Распределение осевой скорости

Когда центробежная сила может превосходить силы трения, испытываемые жидкостью, тяжелые частицы отделяются от жидкости и выходят через осевое нижнее выпускное отверстие (нижний поток) в то время как более легкие жидкости поступают через верхнее отверстие гидроциклона. (переполнение).

Циклон имеет два выпускных отверстия на своей осевой оси.; один внизу, известный как “отклонить сторону,” и еще одна розетка большего размера наверху, известная как “сторона перелива.” Тангенциальный впрыск в цилиндрическую камеру создает закрученный поток.; слив со стороны перелива осуществляется через осевую трубу, выступающую из вершины циклона.

Однако, присущие характеристики потока жидкости приводят к несовершенному сепарированию и потерям энергии независимо от геометрии. Стремление к оптимальному дизайну, были предложены и протестированы различные конструкции увеличения потока жидкости. – например, вставка центрального тела9, внутренний конус11, двойные переливные трубы12-13, например, щелевой конус14 и переливная крышка15; все они показали уменьшение диаметра воздушного ядра при одновременном повышении эффективности классификации частиц по размеру..