Оптимизација хидроциклона за процесе раздвајања и класификације материјала

Циљ је достићи тачку у којој се половина честица прелива, а половина прелива, ово се може постићи оптимизацијом одвајања циклона кроз експериментално истраживање и симулацију.

Чврсте материје и вода се уносе у цилиндар циклона да би се створило вртложно кретање које усмерава груби материјал према зиду (ундерфлов), док глобе путују ка вортекс тражилу и горњем преливу.

Оптимизација процеса раздвајања и класификације материјала

Хидроциклони се обично користе у апликацијама за прераду минерала за раздвајање гнојива у два различита излазна тока – доњи ток за даље смањење величине у кругу за млевење, и преливни ток који се враћа назад у постројење. Да би се максимизирала ефикасност раздвајања и смањила потрошња енергије, критично је да се и његова геометрија и димензије структуре преливне цеви пажљиво размотре када се оптимизује ефикасност одвајања и потрошња енергије.

Постизање овог циља може се постићи прилагођавањем броја слојева са прорезима, пречник преливне цеви, и конусни угао циклона како би се испунили специфични захтеви процеса и на тај начин смањио пад притиска прелива без негативног утицаја на ефикасност сепарације.

Испитали смо перформансе класификације хидроциклона користећи дизајн улазног лука са углом конуса од 30 степени у поређењу са тангенцијалним улазима при различитим концентрацијама чврсте материје. (СЦ). ЦФД симулације показују да отвори за лук показују супериорно уклањање финих честица и оштрину класификације у свим СЦ распонима.

Цицлоне Десигн

Хидроциклони су затворене посуде дизајниране да претварају брзину течности у ротационо кретање окретањем целог тела, производи центрифугалну силу која убрзава таложење за тешке честице, док оне финије усмерава ка свом центру и излази кроз прелив.

Циклони’ на перформансе може утицати шест кључних компоненти. Ови фактори укључују улазну структуру, конусни угао, пречник налазника вртлога и величина отвора.

Модификовање процента чврстих материја може имати драматичан ефекат на ефикасност сепарације. Висока концентрација чврстих материја ће произвести грубе резове, док ће ниже концентрације резултирати финијим одвајањем. Надаље, промена густине хране утиче на тачку пресека циклона, али није увек практична – за решавање овог проблема могу помоћи друге методе оптимизације као што је смањење брзине пумпе.

Цицлоне Перформанце

Перформансе хидроциклона зависе од различитих варијабли, укључујући ефикасност раздвајања, расподела величине честица, карактеристике преливања/подливања и притисак напајања. Промена ових параметара може променити и његову резну тачку и ефикасност одвајања.

Центрифугална сила настала тангенцијалним убризгавањем течности у цилиндрични пресек ствара центрифугалну силу која ствара вртлог течности који одваја фине честице од крупнијих, са лакшим компонентама које теку у прелив и тежим компонентама које теку у доњи ток. Апекс млазница затим транспортује фине честице док вода излази из циклона.

Угао отвора који успоставља равнотежу између ефикасности одвајања и пада притиска може драматично побољшати перформансе хидроциклона. Мала величина отвора смањује центрифугалну силу док повећава пад притиска; превелики отвор смањује оба. Надаље, Постављање преливног прореза такође утиче на ефикасност одвајања: бити изнад њих смањује тангенцијалну расподелу брзине док побољшава раздвајање, док превише близу може да изазове прекомерно наношење слојева што доводи до смањене ефикасности одвајања.

Одржавање циклона

Перформансе хидроциклона се могу побољшати правилном инспекцијом, анализе и праксе одржавања. Коришћење циклона одговарајуће величине за постизање конзистентне брзине протока са смањеним падом притиска су све кључеви за побољшање ефикасности сепарације.

Одржавајте правилан однос између улазних и испусних отвора циклона како бисте спречили претерано груб производ, ово се може постићи правилним димензионисањем улазног пресека и конусног угла.

Коришћење улазног лука повећава радијално убрзање фазе честица за ефекат прекласификације, док коришћење већег угла конуса повећава Цф смањењем времена задржавања, стварајући идеалну комбинацију за класификацију већих и тежих честица. Ова комбинација такође доводи до смањених сила трења узрокованих убрзањем градијента притиска смањујући силу трења што на крају доводи до мањег зачепљења и веће ефикасности одвајања – а циљ је одређивање идеалне величине хидроциклона балансирањем побољшане ефикасности одвајања мањих честица са отпорношћу на зачепљење и капацитетом протока.