Máy tách lốc xoáy – Hiệu quả vượt trội để tách chất lỏng rắn

Dòng hydrocyclone có thể được mô tả bằng một tập hợp các phương trình vi phân từng phần phi tuyến. Khi mô hình hóa thiết bị này một cách chi tiết, dự đoán về hồ sơ nồng độ bùn, vận tốc trượt dọc trục và hướng tâm, hiệu suất phân loại kích thước được bao gồm như một phần của mô hình của nó.

Lốc xoáy có hiệu suất rất khác nhau tùy thuộc vào nhiều biến số như kích thước hình nón của chúng., kích thước thoát và áp suất nạp. Khi xem xét cài đặt áp suất cho mục đích tách, điều quan trọng cần nhớ là áp suất cao hơn sẽ tạo ra vết cắt thô hơn trong khi áp suất thấp hơn tạo ra vết cắt mịn hơn..

Lực ly tâm của lốc xoáy

Hydrocyclones sử dụng lực ly tâm để tách huyền phù thành hai thành phần. Các hạt có mật độ cao hơn di chuyển về phía các bên và được thải ra qua cửa thoát đáy của chúng trong khi các hạt có mật độ thấp hơn di chuyển lên trên về phía thiết bị tìm xoáy và thoát ra ngoài qua lỗ mở ở đỉnh (tràn xuống).

Động lực học chất lỏng tính toán được sử dụng để quan sát chuyển động của hạt bên trong thiết bị phân tách lốc xoáy. Các nhà nghiên cứu sử dụng phương pháp này để tính toán chính xác chuyển động của dòng chảy nhiều pha và đánh giá ảnh hưởng của chúng đến hiệu quả phân tách [30].

Nhiều yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất của máy tách lốc xoáy, bao gồm cả áp lực thức ăn, kích thước hạt và mật độ, nồng độ bùn và hình dạng của lốc xoáy. Kích thước đỉnh lớn hơn hoặc góc hình nón dài hơn có thể cải thiện hiệu quả tách trong khi vẫn giữ tổn thất cột áp ở phạm vi chấp nhận được để đảm bảo hoạt động thích hợp; tổn thất đầu thấp hơn dẫn đến ít hao mòn hơn, điều này sẽ kéo dài tuổi thọ của nó theo thời gian.

Góc của lốc xoáy

Hình học của Máy phân tách lốc xoáy đóng một vai trò không thể thiếu trong quá trình phân tách của nó. Cửa vào, góc hình nón và đường kính xả đều có ảnh hưởng đến hiệu suất của nó.

Các nghiên cứu đã chứng minh rằng góc đầu vào của máy phân tách lốc xoáy ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả phân tách của nó. Khi ống dẫn vào của nó được điều chỉnh ở một góc tù, thay đổi phân bố kích thước hạt [48].

Nhiệt độ cũng có thể có tác động xấu đến hiệu suất của lốc xoáy. Khi nhiệt độ ống dẫn vào tăng, độ nhớt động học của dòng hạt tăng lên dẫn đến hiệu quả tách thấp hơn.

Chiều dài và chiều cao có thể đóng vai trò không thể thiếu trong cách lốc xoáy phân tách chất lỏng trong quá trình, với các phần hình nón dài hơn tạo ra sự phân tách mịn hơn trong khi những phần hình nón ngắn hơn tạo ra các vết cắt thô hơn. Khi chọn lốc xoáy, điều khôn ngoan là phải điều chỉnh chiều dài của nó phù hợp với phân bổ kích thước hạt mong muốn của chất lỏng xử lý để chọn đơn vị có kích thước phù hợp cho ứng dụng của bạn.

Chiều dài của cơn bão

Hydrocyclones hoạt động bằng cách đi vào bùn ở tốc độ tương đối cao theo hướng tiếp tuyến và di chuyển nó xuống dưới., cuối cùng tách thành hai dòng – các hạt đậm đặc hơn thoát ra ở phía bị loại bỏ với lượng chất lỏng hạn chế, trong khi các hạt mịn hơn hoặc nhẹ hơn thoát ra khỏi phía tràn và được thu giữ dưới dạng chất lỏng nhờ trọng lực.

Hiệu suất của máy tách Hydro Cyclone phụ thuộc vào nhiều biến số, bao gồm kích thước hạt, mật độ và nồng độ chất rắn trong bùn. Áp lực thức ăn cũng có ảnh hưởng đến hiệu suất: áp suất nạp tăng làm tăng lực ly tâm giúp cải thiện hiệu quả tách nhưng có thể làm tăng độ mài mòn trên thiết bị.

Chiều dài cũng đóng một phần không thể thiếu trong hiệu suất; lốc xoáy lớn hơn tạo ra kích thước cắt thô hơn trong khi lốc xoáy nhỏ hơn mang lại độ chính xác tách hạt cao hơn. Hơn nữa, các cơn lốc xoáy dài hơn làm tăng nhu cầu nhiễu loạn và trộn lẫn năng lượng, đòi hỏi phải tiêu thụ thêm năng lượng để vận hành, do đó làm cho chúng đắt hơn các đơn vị ngắn hơn.

Áp lực của lốc xoáy

Máy tách lốc xoáy được thiết kế để loại bỏ các hạt mịn như cát khỏi hệ thống chất lỏng xử lý và ngăn chúng làm tắc nghẽn bộ trao đổi nhiệt, hệ thống nước làm mát, van, vòi phun hoặc máy bơm bằng cách chuyển các hạt mịn này đi.

Khi huyền phù đi vào xoáy thuận theo dòng tiếp tuyến, nó được tăng tốc nhanh chóng bởi lực ly tâm và bị ép vào các bức tường của nó bằng gia tốc ly tâm. Lớn, Các hạt dày đặc nhất được tách ra và thải ra ngoài qua dòng chảy tràn trong khi các hạt mịn hơn và nhẹ hơn lắng xuống đáy và thoát ra ngoài qua dòng chảy bên dưới.

Kích thước, áp suất cấp liệu và nồng độ chất rắn đều đóng vai trò không thể thiếu trong hiệu suất tách của bất kỳ hệ thống lốc xoáy nào. Bằng cách giữ các biến này ổn định nhất có thể, hiệu suất lốc xoáy sẽ tăng đáng kể. Hiểu được sự tương tác và ảnh hưởng của chúng đến hiệu suất của thiết bị phân tách là chìa khóa trong việc thiết kế và xử lý sự cố của hệ thống phân tách một cách hiệu quả và chính xác.. Hơn nữa, hiểu cách kiểm soát mức độ tác động đến hoạt động của lốc xoáy đầu vào và làm tan sương giúp chẩn đoán các vấn đề như hiệu suất phân tách kém, chất lỏng tràn sang các bình lân cận hoặc các vấn đề về khóa khí của bơm nhanh chóng và chính xác hơn.