Хидроциклони – Ефикасно одвајање за побољшану обраду

Хидроциклони користе брзину течности за претварање у ротационо кретање, са тежим или гушћим честицама које спирално круже око унутрашњег зида док не изађу кроз ограничени аксијални доњи излаз као доњи ток, док ситније честице излазе преко аксијалног горњег излаза као преливање.

Ефикасност сепарације у циклонима зависи од неколико кључних варијабли дизајна и рада, о којима ће овде бити речи као о факторима који утичу на ефикасност одвајања нивоа (ГСЕ).

Величина и густина

Хидроциклони користе величину и густину да разликују материјале. Теже честице постају заробљене уза зидове, затим изађите кроз доњи излаз на дну. Лакше ситније честице остају суспендоване близу врха и испуштају се преко преливних отвора (називају се и чепови) на различитим висинама у зависности од потреба низводне примене.

Перформансе сепарације у циклонима зависе од његовог унутрашњег поља струјања, који се може прилагодити кроз оптимизацију његове структуре или промену радних параметара. Брзина протока и разлика притиска у циклону имају посебан утицај на генерисану центрифугалну силу.

Конзистентност између улазног притиска и протока хране помаже да се минимизира време задржавања честица у циклону, а одабир једног са великим пречником врха помаже да се минимизира ризик од ужета до којег долази када материјал истовремено уђе у отворе за преливање и изливање.

Пад притиска

Хидроциклони се могу блокирати чврстим загађивачима, стварајући озбиљне проблеме у раду и опрему као што су напојне пумпе. Редовна провера њихових облога на знаке хабања је кључна у смањењу овог ризика.

Да би се постигао ефикасан процес раздвајања, пречник циклона мора бити пажљиво одабран према његовој примени. Надаље, мењање протока или тона на сат (тпх) може да промени своју тачку пресека и тако утиче на нивое ефикасности.

Чим муљ уђе у циклон, центрифугална сила покреће га у ротацију и почиње да формира вртлог унутар своје цилиндричне коморе. Теже честице падају низ део бурета да би изашле кроз његов врх, док се лакши материјали увлаче у центар вртлога унутрашњим кретањем течности и транспортују према његовом излазном отвору.

Концентрација каше

Одвајање хидроциклона захтева одређену количину унутрашњег притиска који се мора створити унутар циклона да би се постигао успех. Густина каше, запремина која се у њега уноси и величина играју интегралну улогу у стварању ове центрифугалне силе – потискујући теже честице ка центру, а не ка његовом врху и излазу из преливног отвора.

Ниска концентрација сировине може да доведе до грубљег одвајања, док висок притисак на довод даје финије резултате. Надаље, величина улаза може имати велики утицај на резултате одвајања; већи улази повећавају капацитет.

Ианг ет ал. спровео истраживање како би проценио перформансе одвајања хидроциклона са различитим главним пречникима применом метода симулације и експеримента. Њихови резултати су показали да када се користи за одвајање суспензије у мање Дц хидроциклоне на излазу преливања, концентрација постепено расте док се смањује на даљим областима удаљеним од врха циклона., што сугерише да ови хидроциклони постижу побољшану ефикасност сепарације.

Вортек Финдер

Сировина се уводи тангенцијално у циклон и окреће се да би се створила центрифугална сила која одваја теже честице од лакших, са лакшим који излазе кроз преливни отвор док су грубљи, теже честице излазе преко доњег излаза.

На величину исечених честица у хидроциклону утичу многе варијабле, као што је његова улазна брзина, односи протока кратког споја и ефикасност сепарације. Да би се проценили ови утицаји на величину пресека честица у хидроциклонима, модел који користи Реинолдсову анализу напрезања и запремину течности је коришћен за предвиђање његовог процеса одвајања.

Резултати су показали да улазна брзина и дужина вортек Финдера имају највећи утицај на величину сечења честица. Дужи вортек Финдер би могао да смањи пад притиска и аксијалне/тангенцијалне/радијалне брзине, али би повећао флуктуације АВВЗ-а; дебљи зидови би ипак могли помоћи у смањењу ових фактора, ипак имају мањи утицај на циркулацију у просторима за пре-сепарацију.