Hidrocikloni – Izboljšanje učinkovitosti pri razvrščanju in ločevanju materialov
Hidrocikloni se uporabljajo za ločevanje materialov s pomočjo centrifugalne sile. Lahke faze z nižjo gostoto potujejo spiralno proti izhodu preliva, medtem ko se težke faze z večjo gostoto premikajo proti sredini in se izpraznijo skozi izpuste pod prelivom.
Krivulje povprečne vrednosti OC na izhodu preliva ponazarjajo spreminjajoče se trende, ko Dc narašča.
Hitrost pretoka
Polnilni material se dovaja tangencialno v hidrociklon pod tlakom in povzroča centrifugalne sile, ki se premikajo navzgor in navzdol vzdolž njegove stožčaste stene, potiskanje težjih faz navzgor in navzdol kot odgovor. Z vsakim zmanjšanjem premera se poveča hitrost za maksimalno ločevanje; koncentrirane trdne snovi izstopajo na vrhu.
Vzpostaviti je treba ustrezen pretok, da se doseže želena koncentracija materiala v prelivu. Spremembe v hitrosti lahko spremenijo trajektorije delcev znotraj notranjih in zunanjih vrtinčnih tokov, končno spremeni razmerje delitve.
Bicalho et al so poročali, da bi lahko povečanje pretoka dovoda znotraj določenih parametrov okrepilo polja centrifugalne sile in povečalo splošno učinkovitost ločevanja, vendar prekoračitev teh parametrov lahko zmanjša učinkoviti zadrževalni čas delcev in razmerje cepitve kapljic. Zato, vzdrževati je treba ustrezno evidenco, da se ugotovijo odstopanja ali poslabšanje zmogljivosti in oceni, ali je treba izvesti vzdrževalne ukrepe za ponovno vzpostavitev optimalne učinkovitosti.
Pritisk
Gnojnica se tangencialno vnaša v cilindrično območje ciklona z visoko hitrostjo, nato pa jo pospeši njena geometrija in pritisk, da proizvede intenzivno centrifugalno silo, ustvarjanje ločevanja med lahkimi in težkimi komponentami gnojevke, pri čemer težki delci izstopajo preko preliva iz njegovega vrha izhoda, medtem ko lažje komponente še naprej padajo na dno valja, kjer se zberejo.
Povečan dovodni tlak vpliva na povečanje učinkovitosti ločevanja in koncentracije spodnjega toka s spreminjanjem notranjih in zunanjih vrtinčnih tokov, tako ustvari višje razmerje delitve.
Prekomerna turbulenca lahko povzroči erozijo v hidrociklonu, ki za seboj pušča obrabne spirale v njegovi oblogi in lahko povzroči vrvi v njegovem spodnjem toku, zato je treba redno ocenjevati delovanje vsakega hidrociklona in ga primerjati z evidenco o vzdrževanju ali specifikacijami proizvajalca, da se ugotovijo odstopanja ali poslabšanje. Vodenje evidenc pomaga hitro prepoznati vse ponavljajoče se težave, tako da lahko vzdrževalno osebje ustrezno načrtuje.
Dolžina ciklona
Dolžina ciklona je bistven dejavnik, ko gre za izboljšanje razvrščanja materiala in učinkovitosti ločevanja, saj določa, koliko centrifugalne sile bo uporabljeno za delce v njem. Na splošno, daljša je njegova dolžina, popolnejši postane njegov proces ločevanja.
Veliki delci so začasno ustavljeni, preden vstopijo v ciklon, medtem ko so manjši pospešeni z veliko hitrostjo – kar vodi do nizke vstopne hitrosti za večje delce, kar pomaga zmanjšati erozijo in podaljša življenjsko dobo ciklonov.
Idealna dolžina za ločevanje materiala je odvisna od želene velikosti reza. Pri nanašanju na mineralne aplikacije, na primer, to običajno pomeni izbiro velikosti reza, pri kateri večina trdnih delcev pride v pretočni tok in le nekaj v spodnji tok; običajno ta ciljna velikost reza določa, kateri premer ciklona uporabiti v posamezni aplikaciji.
Vortex Finder
Vortex iskalniki so sestavni del učinkovite ciklonske separacije. Delujejo kot vmesnik med ekipo centrifugalne sile in silo vleka ekipe – podobno vlečenju vrvi med dvema zastavama, privezanima na obeh koncih vrvi. Ko Team Centrifugal vleče delce bližje k lupini ciklona, medtem ko Team Drag potiska stran.
To pojasnjuje, zakaj oblika vstopnega odseka in kot stožca vplivata na ostrino klasifikacije. Na primer, obločna odprtina ustvarja močnejši radialni pospešek in učinke predklasifikacije, ki pomagajo pri ohranjanju Cc (Slika 17).
Črpalke, ki napajajo ciklone, prav tako igrajo sestavni del njegove zmogljivosti in rezalne točke, saj njihova hitrost spreminja pretok in tlak, ki napaja ciklon, na koncu spremeni njegove ločitvene značilnosti; na primer, zmanjšanje hitrosti črpalke povzroči bolj grob rez, medtem ko ga povečuje, lahko proizvede finejše; zmogljivost je določena tudi z velikostjo njegovega vrha.