Циклон принцип работы: Промышленный циклонный пылеуловитель: принцип работы, расчеты, схемы

Содержание

Принцип работы циклонов

Процесс удаления пыли из газов в циклоне ЦН происходит в два этапа. Первый этап — попадание частиц в зону осаждения за счет центробежной силы. Второй этап — отделение частиц, происходящее в тот момент, когда плотность частиц в определенной газовом объеме потока превышает допустимое значение. Т.е. газовый поток уже не способен переносить такое большое количество пыли.

В общих чертах циклоны работают следующим образом:

Газы от различных установок поступают в цилиндрическую часть циклона, стремительно разгоняются за счет центробежной силы, двигаясь к центру от периферии и спускаясь по наружной спирали. После чего поднимаются по внутренней спирали и выходят через выхлопную трубу.

Как правило, ускорение в корпусе циклона в сотни и тысячи раз больше ускорения силы тяжести. В следствие чего, даже небольшие частицы пыли выносятся к стенками корпуса и не способны дальше двигаться в общем потоке газа. В камере циклона, имеющая форму цилиндра, статическое давление стремительно падает в направлении от периферии к центру. Пограничный слой, текущий у стенки циклона имеет меньшую центробежную силу. У конической же стенки циклона и в районе его крышки появляется результат перепада давления, усилие же, сжимающее поток становиться в разы больше центробежной силы. В итоге, поток сильного вторичного вихря стремится внутрь, захватывая с собой достаточное количество частиц пыли. Но здесь есть нюанс, поток газа, двигаясь в направление нижней части, еще несколько раз будет вращаться вокруг выхлопной трубы и частицы могут опять быть выброшены к станкам установки. На помощь приходит вторичный поток, который искривляясь вдоль конической стенки, зацепляет вновь отброшенную к стенке корпуса пыль и направляет ее в нижнюю часть к бункеру циклона. Без этого вновь отброшенные частицы пыли не смогли бы попасть в бункер, т.к. центробежная сила направленная вверх сильнее силы тяжести. Вторичный поток очень сильно влияет на эффективность очистки запыленных газов, пыль может спокойно выноситься из лежачих и даже перевернутых циклонных установок. В пылеосадочной камере из-за сужения корпуса в месте соединения поток газов циркулирует намного меньше, чем в основной цилиндрической части корпуса. Но в этом случае на оси вихрь имеет давление ниже. Некоторая часть повторного потока в пылеосадочной камере, передвинувшись в нижнюю часть, опять возвращается в ядро вихря. Вследствие этого уже очищенная пыль может быть захвачена и перемещена в район оси вихря. Напомним, что аэродинамические силы движения пыли намного сильнее силы тяжести, которая в циклонной установке практически не имеет значения, и циклоны можно устанавливать в любом пространственном положении.

Аппараты циклоны принцип действия и работы

Циклоны аппараты используемые для очистки воздуха и газов от сухих, влажных загрязнений, пыли, жидкостей, используемые в промышленности и некоторых моделях пылесосах. Циклоны принцип действия которых основан на использовании центробежной силы, являются наиболее массовыми по применению в различных отраслях промышленности.

Промышленные циклоны – принцип работы аппарата

Промышленные циклоны аппарат, применяемый для очистки газовоздушных смесей, выделяемых в процессе работы котельного оборудования, воздуха рабочей зоны на производственных технологических линиях по метало- и деревообработке, производстве комбикормов, обработке зерновых, на пищевых предприятиях, в сельском хозяйстве.

Циклоны принцип работы которых основан на использовании центробежной силы, создаваемой вращательно-поступательным движением воздушного потока, имеют простую, надёжную в эксплуатации конструкцию. Поток воздуха в аппаратах циклон, благодаря центробежной силе отбрасывает пыль к стенкам циклона, опускаясь, они попадают в бункер, а очищенный воздух через выходной патрубок выводится наружу.

  • цилиндрическое;
  • конические.

Оба вида могут использовать левое или правое вращение воздушных потоков. Создание прямоточных циклонов принцип действия которых характеризуется механической сепарацией пыли, уменьшило габариты устройства и гидравлическое сопротивление.

Виды аппаратов циклон, их выбор

В зависимости от объёмов воздуха, подлежащего очистке, циклоны производятся:
  • одиночные, включающие один аппарат;
  • батарейного типа – несколько прямоточных циклонов совмещены в один пылеулавливающий аппарат.
Принцип работы циклона и уровень очистки воздуха значительно зависит от дисперсного состава пылевых частиц в очищаемом воздухе (чем крупнее частицы, тем результативней очистка). Степень очистки воздуха наиболее распространенных универсальных циклонов типа ЦН достигает:
  • для частиц пыли, имеющим условный диаметр 20 мкр – 99,5%;
  • пылевых частиц, имеющих условный диаметр 10 мкр – 95%;
  • пылевых частиц, имеющих условный диаметр 5 мкр – 83%.

Уменьшение диаметра циклона повышает степень очистки, однако увеличиваются затраты на чистку аппарата и металлоёмкость. Возможно применение электростатического фильтра, эффективно улавливающего наиболее мелкие частицы.

Циклоны и пылеуловители: очистка воздуха на предприятии

Довольно часто на промышленных предприятиях, в производственном процессе которых может образовываться пыль, возникает вопрос очистки воздуха. Для наиболее эффективной системы воздухоочистки (газопромывания) применяются — циклонные пылеуловители. Разновидность циклонов насчитывает десятки различных моделей и модификаций, которые имеют схожий принцип работы.

Синонимы и обозначения: пылеуловитель, газопромыватель, воздухоочиститель, газоочистная камера.

Циклоны для пылеулавливания: принцип работы

Очистка воздуха в циклоне происходит под действием центробежной силы (инерционный принцип работы) и гравитации.

Поток загрязненного пылью воздуха (газа) вводится в аппарат через входной патрубок в верхней части устройства. В корпусе циклона формируется вращающийся поток воздуха, который направлен вниз, к нижней конической части пылеулавливающего аппарата. Вследствие действия центробежной силы, частицы пыли выделяются из основного потока, ударяются о стенки аппарата и захватываются вторичным потоком, который направляет пыль в нижнюю часть, через выпускное отверстие в бункер для сбора пыли. Следует отметить,что пылеулавливающие аппараты могут изготавливаться и без бункера. Очищенный от пыли воздушный поток направляется снизу вверх и выводится из корпуса циклона через соосный выходной патрубок.

Пыль которая собирается в бункере пылеуловителя, в дальнейшем может быть переработана,  а также использована в процессе производства в качестве вторичного сырья.

Эффективность применения циклонов

Степень очистки воздуха в циклоне во многом зависит от состава частиц пыли. Расчетным путем доказано, чем больше размер частиц пыли, тем выше эффективность очистки. Эффективность применения различных циклонов, может различаться и достигать 99,5%.

Циклон для улавливания пыли: типы и разновидности

В первую очередь циклоны разделяются по типу загрязнителя и конструктивным особенностям. Можно выделить следующие основные типы:

  • Пылеуловители со встречными закручивающими потоками: ВЗП, ВЗП-М.
  • Циклоны для улавливания сухой неслипающей пыли: ЛИОТ, СИОТ, СИОТ-М, СИОТ-М1.
  • Циклоны для улавливания древесных отходов: ЛТА, ОЭКДМ, УЦ, Гиродревпрома Ц, Гипродрева, ЦДО, ЦДО-В.
  • Циклоны с обратным конусом для улавливания волокнистой и слипающейся пыли: РИСИ.
  • Циклоны с обратным конусом для пылей с повышенной влажностью и склонных к слипанию: РЦ.
  • Циклоны с обратным конусом для улавливания абразивной пыли: ЦОК, ЦМ.
  • Циклоны для улавливания сухой пыли: ЦН-11, ЦН-15, ЦН-15У, ЦН-24, СЦН-40, СЦН-50.
  • Циклоны для улавливания сухой пыли конические: СДК-ЦН-33, СК-ЦН-34, СК-ЦН-34М, ЦКТ.
  • Циклоны для улавливания зерновой и мучной пыли: УЦ-38, УЦМ-38, ЦОЛ, ЦР, ЦРк, 4БЦШ, У21-ББЦ, ОТИ.
  • Пылевые центробежные сепараторы: СПЦ и СПЦВ.
  • Циклоны во взрывобезопасном исполнении: ЦН-15, ЦП-2.

Циклоны могут изготавливаются правого и левого исполнения (у правого — движение воздуха при взгляде сверху происходит по ходу часовой стрелки, у левого против хода часовой стрелки).

ППК Свердловский  — производитель циклонов, предлагает выгодные цены на все модели пылеуловителей. Заказать расчет стоимости циклона — ОТПРАВИТЬ ЗАЯВКУ.

Стоимость пылеулавливающего оборудования формируется в зависимости от выбранной модели циклона, его модификации, а также материала исполнения. В процессе изготовления могут применяться различные виды стали, с разной толщиной стенки (ст.3, ст.20, сталь 09г2с, нержавеющая сталь), на усмотрение Заказчика.

Вся продукция поставляется в комплекте с паспортом на каждое изделие. Устройства для очистки воздуха имеют декларацию соответствия ТР ТС «О безопасности машин и оборудования». Доставка осуществляется транспортными компаниями в города и регионы РФ. Возможна отгрузка в страны Таможенного союза ЕАЭС (Казахстан, Киргизия, Белоруссия, Армения).

Дополнительную информацию уточняйте в отделе продаж ППК Свердловский по координатам на странице Контакты.

Циклон для очистки воздуха от пыли

Циклон для очистки воздуха от пыли

В обеспыливающей вентиляции наиболее эффективными агрегатами считают циклоны для очистки воздуха, продуктивность которых зависит от характера и состава пыли, особенности модели агрегата. Компания «РОНА Сервис» осуществляет продажу аспирационного оборудования для создания эффективных систем пылеулавливания. 

Циклон для аспирации: принцип действия

Циклон для аспирации решает главную задачу производственных предприятий снижения концентрации пыли в зонах размещения технологического оборудования и работы персонала. Принцип работы аппарата довольно простой:

  1. Поступая в принимающий патрубок, воздушный поток получает в камере вращательное движение.

  2. Действие центробежной силы заставляет частицы пыли отделяться от воздуха и перемещаться по стенкам бункера в пылеприемник.

  3. Чистый воздух выводится по воздуховодам в боковых или верхних частях циклона.

Изменяя скорость воздушного потока и размеры принимающего бункера, можно влиять на продуктивность и добиться 90 % эффективности очистки.

Циклон пылеуловитель: преимущества

Циклонный пылеуловитель для качественной очистки пылевых фракций из воздуха имеет ряд весомых преимуществ перед другими типами агрегатов:

  • жесткость и неподвижность элементов конструкции;

  • способность эксплуатации при экстремальных температурах;

  • независимость качества очистки от концентрации пыли.

Циклон пылеуловитель повышает эксплуатационный ресурс технологических линий, снижает риски пожаров, влияет на уменьшение уровня профессиональных заболеваний персонала.

Промышленный циклонный фильтр: как выбирать?

Выбирая эффективную и недорогую пылеулавливающую вентиляцию в виде циклона для очистки воздуха от пыли, стоит обратить внимание на энергопотребление, производительность и условия обслуживания установки. Предлагая промышленный циклонный фильтр из нашего ассортимента, мы поможем рассчитать оптимальный вид оборудования и предоставим исчерпывающую информацию о технических характеристиках агрегата.


Возврат к списку


Принцип работы батарейного циклона — размеры, схемы и чертежи

С задачей очистки воздуха от пылевых частиц разных фракций, а также с вопросом снижения риска взрыва зерновой пыли справляются аспирационные системы и пылеулавливающее оборудование. Обеспыливающая вентиляция позволяет очистить воздух рабочей среды от мелкодисперсной пыли и дымовых газов. Благодаря очистке воздуха в зонах технологических линий на заводах, элеваторах, в зернохранилищах концентрация зерновой пыли не превышает гранично допустимые значения.

Промышленная аспирация обеспечивает взрывобезопасность производства, эффективность работы оборудования и комфортные условия для сотрудников предприятия.

Батарейный циклон и его основные характеристики

Батарейный циклон работает как пылеуловитель. Его назначение заключается в улавливании мелкодисперсной, среднедисперсной пыли в различных аспирационных системах и установках. Циклоны устанавливаются на производствах по обработке зерна, на заводах пищевой промышленности и сельскохозяйственных предприятиях. Данные батарейные установки производятся согласно ГОСТам и ТУ. Батарейный циклон довольно часто монтируют в аспирационные системы элеваторов и зерноперерабатывающих заводов различного назначения. Он улавливает взвешенные в потоке воздуха (поступившего из систем аспирации и пневмотранспорта) пылевые фракции. Также циклоны хорошо подходят для очистки газов, нагретых до температуры +350°C от золы, а также слабо- и среднеслипающейся пыли: известняк, цемент, доломит, шамот

Как работает батарейный циклон?

Конструкция циклона ─ это несколько десятков или даже сотен циклонных элементов, соединённых общим корпусом и бункером. Также к корпусу циклона подсоединён единый подвод и отвод газа. В таком очистителе воздуха для отделения пыли от газов работают центробежные и гравитационные силы. На рисунке 1 ─ принципиальная схема работы батарейного циклона.

Рассмотрим, как работает батарейный циклон

Батарейные циклоны состоят из корпуса, выхлопной трубы н направляющего аппарата. Газ из распределительной камеры поступает в элементы по оси. Лопатки направляющего аппарата сообщают газу вращательное движение, он направляется по нисходящей в сторону отверстия для спуска пыли.

Загрязнённый пылью воздух поступает в циклоны через входной патрубок. В циклонах он начинает вращательное винтообразное движение, действует центробежная сила. Под её действием частички пыли прижимаются к стенкам циклонов и под действием силы трения начинают двигаться медленнее. Они теряют скорость и скатываются вниз в сборный конус. Вся скопившаяся пыль выводится в пылепровод через шлюзовый затвор.

Батарейные установки комплектуются сборной коробкой, циклонами правого и левого исполнения (4 шт) и общего бункера.

Технические характеристики циклонов

Батарейный циклон имеет поворотные входной и выходной патрубки: при необходимости при заказе уточняется угол поворота (разворота). Это позволяет оперативно смонтировать установку на объекте. Входной патрубок служит для подачи загрязнённого воздуха в циклоны. Прямоугольным фланцем патрубок соединяется с батареей циклонов, а круглым фланцем ─ к воздуховоду запыленного воздуха.

Примечательно, что циклоны достаточно эффективно справляются со своей задачей: зависимо от типа и режима работы они очищают воздух на 85-96 %. При этом затрачивается относительное небольшие финансы на покупку и эксплуатационные расходы.

Эффективность очистки воздуха от зерновой пыли составляет 95% и более.

Сопротивление циклона — до 800 Па при скорости входа запылённого воздуха 18 м/сек.

Технические характеристики установок будут отличаться производительностью Q (м3/час). Типоразмеры и обозначения батарейных установок определяются диаметром входящих в нее циклонов.

Направление выброса воздуха бывает двух вариантов: вбок или вверх, габаритные размеры и внутренний диаметр циклонов установки.

Конструкция и размеры

Давайте выясним, почему батарейный циклон имеет именно такие размеры и конструкцию?

В корпус циклона подаётся газ, скорость которого составляет 20 м/сек. Загрязнённый газ подводится с помощью патрубка с прямоугольным сечением. Патрубок должен бить узким, тогда повышается угловая скорость вихревого потока, путь пылевых частиц к стенкам становится меньше: пылеудаление происходит качественнее. Но следует учитывать, что элементы батарейного циклона не должны иметь диаметр менее 250 мм. Соответственно, размер одного циклона разработан небольшой, чтобы увеличить его КПД. Так как на больших предприятия необходимо очищать значительные объемы запыленного воздуха, устанавливают группы (батареи) по 10, 20, 50, 100 и более таких небольших циклонов.

Батарейный циклон во время эксплуатации аэродинамически связан с процессом пылеулавливания, поэтому важно учитывать и по необходимости корректировать режим работы и наполняемость пылевого бункера. Необходимо предотвращать переполнение или изменение конструкции пылевого бункера: частицы из пылеприемника могут захватываться вихревым потоком. В таком случае значительно снизится эффективность работы батарейной установки. Недостатком работы батарейных циклонов является то, что из-за малых размеров отдельных элементов батареи они быстро изнашиваются.

Преимущества батарейных циклонов

Батарейный циклон, в отличие от обычных циклонов, имеет меньшие размеры в плане. Это достигается путём установки в каждом элементе циклона направляющего аппарата в виде винта или розетки.

Таким образом, размер батарейного циклона (сравнительно с обычными агрегатами) меньше при одинаковой производительности.

Пылеуловители (циклоны) для промышленных предприятий

Циклоны – пылеулавливающие агрегаты, принцип действия которых заключается в улавливании пыли в результате процесса инерционной сепарации. Пылеуловители-циклоны используются для очистки жидкостей и газов от пыли (взвешенных частиц). Именно пылеуловители циклонного типа наиболее популярны в использовании в промышленной сфере.

Сферы применения циклонов

Циклоны-пылеуловители широко применяются в следующих сферах:

  • Горнодобывающая промышленность
  • Керамическая и энергетическая промышленность
  • Нефтехимическая промышленность
  • Металлургия и пр.

Конструктивные особенности циклонов

На сегодняшний день разработано огромное количество видов циклонов. Это:

  • противоточные и прямоточные циклоны
  • циклоны-искрогасители (горизонтальные циклоны)
  • батарейные циклоны
  • цилиндрические и конические циклоны и пр.

В любом случае основными элементами, из которых состоит циклон, являются:

  • корпус из металла (стекловолокна и т.п.)
  • труба выхлопная
  • бункер

В зависимости от возложенных функций конструктивно циклоны могут устанавливаться для проведения предварительной очистки, как самостоятельные агрегаты, а также перед рукавными фильтрами или электрофильтрами.

Принцип действия пылеулавливающих циклонов

Запыленный газ сначала поступает через патрубок в корпус. Далее в циклоне возникает вращающийся поток, стремящийся вниз. Под неизбежным действием центробежной силы взвешенные частицы пыли выносятся из общего потока и, отсеиваясь, оседают. Под действие вторичного потока частицы попадают в нижнюю часть циклона и выпускаются в бункер, предназначенный для сбора пыли. Очищенный же поток газа, двигаясь по направлению «снизу-вверх», выводится из корпуса через выхлопную трубу. Эффект циклона в зависимости от конструктивных особенностей может возникать в значительном диапазоне скоростей – в среднем 20 м/с.

Эффективность применения циклонов-пылеуловителей

Эффективность использования циклонов напрямую зависит от его типа и дисперсного состава взвешенных частиц:

  • для частиц с диаметром более 10 мк — степень очистки газа может достигать до 99,5%
  • для частиц с диаметром менее 10 мк — степень очистки газа не будет превышать более 85%

Для повышения производительности очистки газов от пыли целесообразно использование батарейных прямоточных циклонов. Это достигается путем параллельного пропуска потока сразу через несколько циклонов с малым диаметром.

Правила выбора необходимого для вашего производства циклона

Для правильного расчета эффективности и производительности циклона, необходимого для результативной очистки, нужно иметь следующие данные:

  • Дисперсный и фракционный состав пыли
  • Плотность взвешенных частиц
  • нужный диаметр корпуса циклона
  • Аэродинамическое сопротивление
  • Температурный режим окружающей среды
  • Размер взвешенных частиц пыли
  • Уровень влажности пыли и пр.

Компания ООО «Индастриал Восток Инжиниринг» поставляет циклонные пылеуловители с высокой производительностью для Ваших целей. Циклоны могут изготавливаться как по стандартным размерам, так и под заказ по нестандартным чертежам заказчика.

На ваш выбор ООО «Индастриал Восток Инжиниринг» предлагает:

Назначение и принцип работы Циклонов ЦН-11НЖ

Как известно, во время технологических процессов сушки, агломерации, обжига, а также при сжигании топлива, образуется неслипающаяся , невзрывоопасная пыль. Запыленные газы требуют очистки от этой пыли, именно в этом и заключается предназначение циклонов-пылеуловителей ЦН-11НЖ. Помимо сказанного, циклоны ЦН-11 очищают аспирационный воздух в цветной и черной металлургии, а также во множестве других отраслей, таких как химическая, машиностроительная и деревообрабатывающая промышленность, производство строительных материалов и т.п.

Циклоны ЦН-11нж имеют простую, в тоже время, надежную конструкцию и отличаются длительным сроком эксплуатации, благодаря чему их применение очень распространено в настоящее время. В зависимости от режима и типа работы устройства, а также от характеристик улавливаемой пыли, ффективность очистки газов у циклонов ЦН-11 составляет 80-95%. Материал изготовления пылеуловителей-циклонов ЦН-11 – нержавеющая сталь.

Принцип работы Циклона ЦН-11 заключается в следующем. В корпус циклона с достаточно большой скоростью тангенциально подается запыленный газ , в результате чего возникают центробежные силы, под действием которых происходит улавливание пыли. Крупицы пыли отбрасывает  стенке циклона, после выхода из кольцевого зазора между трубой выхода газа и корпусом циклона скорость газа уменьшается таким образом, что скорость движения частиц пыли становится быстрее. В центре пылеуловителя направление движения газа меняется на 180 оС и под действием инерционных сил частицы пыли полностью отделяются. Пыль попадает в нижнюю часть корпуса циклона, после чего перемещается в бункер-накопитель  для накопления пыли.

Для решения задач (производственной и научной) обеспечения наилучшего улавливания пыли, создающейся при технологических процессах(о которых мы вели речь в начале статьи),были проведены экспериментальные исследования, результатом которых стало признание конструкции циклона-пылеуловителя ЦН-11нж лучшей конструкцией и эталоном.

Циклоны ЦН-11 можно применять как для самостоятельной работы, так и в сочетании с другим оборудованием для очистки газа, в качестве первой или второй ступени очистки. Предпочтение эксплуатации циклона определяется требованиями потребителя, которые он предъявляет к очистке газа.

В случае наличия в очищаемой газообразной среде волокнистой сильно слипающейся пыли , капельно-жидкой фазы или при возможной конденсации паров, устанавливать циклон-пылеуловитель ЦН-11нж не рекомендуется.

Для более эффективной очистки воздуха, на базе пылеуловителя ЦН-11 применяется батарейный циклон, который состоит из циклонных элементов маленького диаметра в больших количествах, располагающихся в общем корпусе с единым подводом и отводом воздуха и общим бункером.

Корпус батарейного пылеуловителя ЦН-11 делится на несколько секций. В случае изменения нагрузки на устройство, секции могут частично отключаться. Пылеулавливающие устройства, имеющие малый диаметр обладают большей эффективностью, нежели имеющие большой диаметр, благодаря чему применение батарейных циклонов на сегодняшний день стало наиболее целесообразным. Помимо этого, высота батарейных пылеуловителей меньше, чем у групп циклонов соответствующей производительности.

Принцип работы гидроциклона

Третий тип классификации, используемый в горнодобывающей промышленности, — это Hydrocyclone , обычно называемый Cyclone. В отличие от других, он не имеет движущихся частей и работает вместе с другим оборудованием — насосом. Чтобы понять принцип работы гидроциклона , мы должны сначала знать его компоненты. Начиная с верхней части, идет ПЕРЕЛИВНЫЙ РАЗРЯД.

В отличие от граблей и спиральных классификаторов, перелив циклона является точкой выхода мелкого материала, а не наоборот, как в случае двух других.Вихревой FINDER простирается от разгрузки перелива в корпус, который является точкой входа сырья в циклон.

Это просто отрезок трубы, предназначенный для разделения грубого и мелкого материала. Лучшее объяснение станет возможным, когда мы начнем объяснять, как это работает. Следующим в нашем списке компонентов циклонов идет ВЕРХНИЙ и НИЖНИЙ КОНУС, не все гидроциклоны имеют эту секцию, разделенную на два конуса. Некоторые из них сконструированы таким образом, чтобы облегчить ремонт и изолировать точки износа. Их функция — помочь создать ВИХРЬ.

Это достигается путем направления суспензии к нижнему продукту с одновременным получением гладкой поверхности, которая не будет ограничивать образование ЦЕНТРОБЕЖНОЙ СИЛЫ, которая делает возможной классификацию. К нижнему конусу подсоединен APEX. Вершина — это точка разгрузки циклона, эта разгрузка называется НЕДОПОЛНЕНИЕМ. Материал, который выходит в этот момент, будет материалом, который требует дальнейшего измельчения. Последняя часть циклона — ЮБКА циклона.Он нужен только для ограничения утечки и разбрызгивания, это не важно для работы циклона.

Я полагаю, вы спрашиваете себя, почему и как это оборудование разделяет камни разных размеров? Чтобы ответить на этот вопрос, мы должны углубиться в операционную теорию циклона. Вначале пульпа направляется в циклон по стенке корпуса. Из-за перекачиваемой руды пульпа имеет СКОРОСТЬ. Именно эта скорость и точка входа помогают в создании спиральной траектории вокруг внешней части тела, верхнего и нижнего конуса.

Вход в циклон был спроектирован таким образом, чтобы входящее сырье помогало генерировать и не мешало спиральному пути, по которому руда должна идти внутри циклона. Центробежная сила (, принцип работы центрального гидроциклона ), создаваемая этим вращением, вынуждает «более крупные частицы наружу к стенке циклона». Если бы вы смогли сделать поперечный разрез циклона во время его работы, вы бы увидели, что по мере приближения к центру циклона грунтовая порода становится мельче.

APEX в нижней части циклона является наиболее ответственным за создание вращения, необходимого для ЦЕНТРОБЕЖНОГО РАЗМЕРА суспензии.

Принцип работы гидроциклона

Центр этой спирали называется ВИХРЯ. Назначение вершины — создать внутреннее давление для циклона и создать вихрь, который простирается до вершины циклона.

Во всех гидроциклонах есть два выхода: один для грубого материала, это APEX, а другой для мелкого материала, который является VORTEX FINDER.Цель искателя Vortex — отделить мелкий материал от грубого, когда он вращается по спирали вокруг вихря. ШИРИНА искателя Vortex определяет, насколько далеко от более крупного материала будет точка разделения.

https://www.911metallurgist.com/equipment/polyurethane-hydrocyclones/

Объем суспензии, подаваемой в циклон, не должен превышать пропускную способность этих двух выпускных отверстий, которые позволяют ей выходить. Размер апекса и искателя завихрений имеет решающее значение. Если верхняя часть циклона, как и размер слива в вашей раковине, будет меньше, это не позволит большему количеству навозной жижи выйти из нижней части циклона.Это приведет к тому, что вихрь будет меньше, внутренний объем суспензии внутри циклона будет больше, и количество материала, которое искатель завихрения отделяет, чтобы стать частью перелива, будет увеличиваться.
Поскольку именно РАССТОЯНИЕ через вихревой искатель определяет, где в вихре отделяется поток руды, РАЗМЕР OE APEX будет определять степень классификации, которой будет подвергаться руда.

Размер вершины в зависимости от объема суспензии, подаваемой в циклон, будет создавать и поддерживать ДАВЛЕНИЕ, НЕОБХОДИМОЕ для вытеснения мелкодисперсного материала из циклона.Чем больше давление, тем больше объем перелива. Для увеличения перелива требуется либо больший объем, подаваемый в циклон, либо меньшее выпускное отверстие для нижнего слива. По мере увеличения давления в циклоне количество более крупного материала в переливах увеличивается. Причина возникновения этого давления заключается в том, что объем подачи больше, чем пропускная способность вершины. Давление создается по мере того, как объем суспензии накапливается над вершиной.

Эти три фактора затем становятся вашими рабочими переменными при работе с циклонами: РАЗМЕР АППЕКСА, РАЗМЕР ВИХРЕВОЙ ФИНДЕРА и ОБЪЕМ сырья.ЦИКЛОННОЕ ДАВЛЕНИЕ становится контрольным индикатором для регулировки размера апекса и объема корма. Вихревой искатель является ФИКСИРОВАННОЙ ПЕРЕМЕННОЙ, что означает, что его можно изменить, чтобы повлиять на размер перелива, но не в соответствии с обычной практикой эксплуатации. Циклон необходимо вывести из эксплуатации и разобрать, чтобы выполнить настройку.

Если переменные становятся несбалансированными до точки, при которой давление становится слишком высоким, циклон будет перегружен. Это означает, что при возникновении вихря в центре вихря образуется столб воздуха.Если этот столб воздуха схлопнется, скорость спирали уменьшится достаточно сильно, чтобы потерять центробежную силу, которая заставляет руду классифицироваться. Поскольку внутреннее давление циклона представляет собой объем суспензии, находящейся в циклоне, отсюда следует только то, что причина того, что столб воздуха должен разрушиться, заключается в том, что в циклоне не остается места для воздуха.

Принцип работы гидроциклона

Если переменные становятся неуравновешенными в противоположных крайних точках, тогда не будет достаточного давления, чтобы вызвать переполнение.Либо объем будет слишком низким, либо размер вершины будет слишком большим. Это приведет к тому, что весь корм будет выгружен из нижнего слива.
Из того, что вы только что узнали, очевидно, что поддержание равномерного давления на циклон очень важно. Если циклон для эффективного функционирования зависит от давления, то постоянное давление обеспечит положительный контроль над классификацией руды. Это означает, что насос, питающий гидроциклон, очень важен для эффективной работы этого гидроциклона.

Чтобы понять, как работают насосы, нам придется оставить их связь с циклонами, пока мы не обсудим их компоненты и функции. Когда мы закончим обсуждение самих насосов, мы вернемся к этой взаимосвязи и объясним другие переменные, которые влияют на производительность этих двух машин.

Объяснение принципа работы циклонного сепаратора (пылеуловитель)

Введение

Циклонная сепарация — это способ разделения различных жидких фаз (жидких с разной плотностью) или отделения частиц от газового потока. Циклонные сепараторы часто являются частью стадии предварительной очистки перед выпуском газа или жидкости. Эта статья посвящена циклонному сепаратору газа.

Циклонные сепараторы

Что в имени?

Циклонный сепаратор имеет несколько разговорных названий. Эти названия включают « пылеуловитель », « пылеуловитель », « пылеуловитель », «циклонный экстрактор » и «циклонный сепаратор ».Как правило, более мелкие устройства называют «пылеуловителями» или экстракторами, а крупные промышленные сепараторы называют «циклонными сепараторами».

Газовый циклон и гидроциклон

Существуют две основные конструкции циклонного сепаратора: газовый циклон и гидроциклон .

Газовые циклоны используются для удаления унесенных частиц из газового потока.

Типовая установка газового циклона

Гидроциклоны используются для разделения жидкостей разной плотности.

Циклонные сепараторы

могут быть установлены по отдельности или в составе нескольких циклонов, известных как мультициклоны . Также возможно установить циклоны последовательно или параллельно.

Сепараторы

могут быть установлены с горизонтальной или вертикальной ориентацией.

Циклонные сепараторы газа Циклонные сепараторы

подразделяются на две основные категории: с обратным потоком и с осевым потоком .

Реверсивные циклонные сепараторы имеют коническую форму.Газ поступает в верхнюю часть корпуса сепаратора, течет вниз, затем снова течет вверх и выпускается.

Циклонный сепаратор газа с обратным потоком

Существуют различные конструкции циклонных сепараторов с обратным потоком. Ниже представлен еще один вариант циклона с обратным потоком.

Сепаратор циклона обратного потока с генератором завихрения

В циклонных сепараторах с осевым потоком (также известных как прямоточные) газ поступает с одного конца и выпускается с противоположного конца.Сепараторы с осевым потоком не так распространены, как сепараторы с обратным потоком.

Циклон с осевым потоком

КПД

Эта статья будет посвящена циклонному сепаратору газа с обратным потоком, поскольку этот тип сепаратора является наиболее распространенным в настоящее время. В этой статье мы будем использовать термин «эффективность сбора» или просто « эффективность ». Эффективность улавливания — также известная как степень извлечения или является мерой способности циклона отделять частицы от протекающего газового потока .Поскольку частицы имеют разные размеры, оценка эффективности обычно дается для различных размеров частиц.

Точка отсечения

Объемный расход и геометрия циклонного сепаратора определяют точку отсечки. Точка отсечения — это точка, в которой частицы удаляются из газового потока при 50% эффективности . Это измерение является отраслевым стандартом и обычно может быть получено от производителя оригинального оборудования (OEM).

Компоненты и конструкция

Циклонный сепаратор с обратным потоком представляет собой промышленную сборку без движущихся частей и простой конструкции.

Основная цилиндрическая часть циклонного сепаратора известна как корпус или цилиндр . Постепенно сужающийся конический участок известен как конус .

Неочищенный газ поступает по касательной через впускное отверстие со стороны сепаратора. Унесенные частицы в потоке газа отделяются от потока газа и выводятся через отверстие для отбраковки в основании сепаратора.Очищенный газ выходит через приемное отверстие в верхней части сепаратора.

Циклонный сепаратор с этикетками

Как работают циклонные сепараторы

Видео ниже представляет собой отрывок из нашего онлайн-видеокурса по основам работы с дизельным двигателем (часть 1).

Газ, содержащий увлеченные частицы, поступает с высокой скоростью через тангенциальный вход в верхней части циклона.Газ течет в корпус / цилиндр циклона по касательной и начинает течь по круговой нисходящей спирали к нижнему отверстию для отбраковки; эта нисходящая спираль называется спиральным вихрем.

Касательная линия (показана красным)

Диаметр конуса постепенно уменьшается, что приводит к увеличению скорости газа. Внешний вихрь создает дополнительный внутренний вихрь ближе к центру корпуса сепаратора, и этот внутренний вихрь течет по спирали вверх к принимающему порту.

Внутренний (синий) и Внешний (черный) Vortex

Частицы с инерцией более будут сталкиваться с боковой стороной циклона, в то время как частицы с меньшей инерцией останутся в потоке газа. Инерцию можно рассматривать как способность частицы продолжать движение по прямой линии даже при приложении внешних сил. При приложении внешней силы — например, циклонического вихря — частицы с низкой инерцией не будут продолжать двигаться по прямой линии, а вместо этого будут двигаться по спирали, увлекая их потоком газа.

Унесенные частицы газа с малым межатомным промежутком

Частицы с большей инерцией будут меньше подвержены влиянию вихря и продолжат движение по прямой. Эта прямолинейная траектория заставляет частицы с высокой инерцией выходить из газового потока и сталкиваться с корпусом циклонного сепаратора. Затем эти частицы падают на основание циклонного сепаратора и из отверстия для отбраковки. Таким образом, захваченные частицы определенного размера могут быть отделены от газового потока.

Унесенные высокопрочные частицы газа

Другой способ представить этот процесс — представить себе частицы более высокой плотности, сталкивающиеся с корпусом циклона, в то время как менее плотные частицы удерживаются в потоке газа. Это не совсем так, поскольку как плотность, так и форма частицы будут влиять на ее способность отделяться от газового потока.

Частицы, выбрасываемые через порт отбраковки, обычно либо рециркулируются (вне или на месте), либо утилизируются.

Физика Примечание

Распространено заблуждение, что центробежная сила — это сила, отделяющая частицы от газового потока, но именно центростремительная сила заставляет частицы сталкиваться с корпусом сепаратора.

Приведенное ниже уравнение используется для расчета центростремительной силы на основе скорости воздуха (v) , размера частиц (м) и радиального расстояния (r) от стенки циклона .

F = (mv 2 ) / r

Где: v = скорость воздуха

м = размер частиц

r = радиальное расстояние

Центростремительные силы, создаваемые внутри сепаратора, могут быть от пятикратной силы тяжести для сепараторов большого диаметра с низким перепадом давления до 2500 раз силы тяжести для сепараторов очень малого диаметра с высоким перепадом давления.

Факторы, влияющие на эффективность

Есть несколько факторов, которые могут повлиять на эффективность циклонных сепараторов.К ним относятся плотность частиц , размер частиц, объемный расход, падение давления, длина конуса, длина корпуса, отношение приемного отверстия к диаметру корпуса и даже гладкость внутренних поверхностей циклона . Теперь мы обсудим более важные аспекты дизайна более подробно.

Плотность частиц — один из наиболее решающих факторов, влияющих на способность циклона удалять захваченные частицы. Плотные частицы, такие как оксиды железа, могут быть отделены с эффективностью 99% или выше, независимо от размера частиц. Когда плотность частиц уменьшается, эффективность снижается. (при условии, что никаких других изменений в системе не происходит).

Размер частиц является важным конструктивным фактором, влияющим на эффективность сепаратора. Более крупные частицы отделяются легче, чем более мелкие. Частицы размером менее пяти микрон трудно отделить без использования очень маленьких сепараторов. Частицы размером более 200 микрон часто можно отделить с помощью других средств, таких как камеры гравитационного осаждения. Уменьшение размера частиц приведет к соответствующему снижению эффективности .

Геометрия сепаратора сильно влияет на эффективность установки. Циклонный сепаратор большего диаметра не сможет отделять частицы так же эффективно, как сепаратор меньшего диаметра. Эффективность сепаратора увеличивается с уменьшением диаметра конуса. Таким образом, уменьшение диаметра конуса позволяет удалять все более мелкие частицы. Конус малого диаметра будет извлекать гораздо более мелкие частицы из газового потока, чем конус большего диаметра.

Все циклонные сепараторы имеют соответствующий перепад давления . Падение давления можно рассматривать как количество энергии, необходимое для перемещения газа через сепаратор, или как альтернативу его можно рассматривать как величину сопротивления, которое циклонный сепаратор добавляет потоку в системе. Падение давления является произведением расхода газа, плотности газа и геометрии циклона . Падение давления можно выразить как:

DR = R a Вход — R a Выход

Где:

DR = Падение давления циклона

Ra = Абсолютное давление

Еще один способ повысить эффективность сепаратора — уменьшить диаметр приемного отверстия на .Это изменяет корпус сепаратора для приема соотношения диаметров отверстий и позволяет только более мелким частицам покидать сепаратор через приемное отверстие.

Большой или маленький разделитель?

Маленькие циклонные сепараторы имеют более высокий КПД, но связанный с этим перепад давления высокий, а объемный расход низкий. Скорость газа через небольшие сепараторы также очень высока, и это приведет к высокому уровню эрозии, если поток газа содержит абразивные частицы.

Большие циклонные сепараторы имеют более низкий КПД, но связанный с этим перепад давления низкий, а объемный расход высокий. Сепаратор большого диаметра не подходит для удаления мелких частиц из газового потока.

Преимущества и недостатки

Циклонные сепараторы обладают множеством преимуществ, в том числе:

  • Купить дешево.
  • Низкие эксплуатационные расходы.
  • Подходит для высоких температур.
  • Подходит для жидких туманов.
  • Не требует много места.

С циклонными сепараторами связаны некоторые недостатки, но серьезность этих недостатков можно уменьшить, если выбрать правильный сепаратор для правильного применения. К недостаткам можно отнести:

  • Повышенные эксплуатационные расходы, связанные с падением давления (при условии большого падения давления).
  • Неэффективен при работе с мелкими / мелкими частицами.
  • Не подходит для «липких» веществ.

Выбор материала

Выбор материала — очень важный фактор при выборе сепаратора для конкретного применения. Некоторые технологические системы могут содержать эрозионные или коррозионные текучие среды, поэтому необходимо добавить защитный слой на внутренние поверхности циклона.

Подходящие материалы для защиты сепаратора в эрозионных системах могут включать такие материалы, как керамика или эмаль в той или иной форме.Сепараторы, работающие в коррозионных системах , могут иметь некоторую форму покрытия из эмали или материала на основе поли для защиты металлического корпуса циклона под ним.

Приложения Циклонные сепараторы

используются во многих сферах применения из-за их низкой стоимости, простой конструкции и высокой эффективности. Циклонные сепараторы не требуют рукавов или фильтров и требуют минимального обслуживания.

Грязные фильтры

Типичное применение — лесопилка.На лесопильных заводах образуется много пыли, которую необходимо удалить. Пыль втягивается в основную вытяжную систему за счет отрицательного давления, создаваемого вентилятором, обычно центробежным вентилятором. Затем запыленный воздух проходит через циклонный сепаратор, где большая часть древесной пыли отделяется от воздушного потока; затем чистый воздух выпускается непосредственно в окружающий воздух, в то время как древесная пыль перерабатывается или утилизируется.

Циклонный сепаратор, установка деревообрабатывающей фабрики

Еще одно распространенное применение — бытовой пылесос.Электродвигатель приводит в движение вентилятор, который втягивает воздух и частицы в корпус пылесоса. Необходимо обслуживать несколько деталей, а вакуум имеет дополнительное преимущество, заключающееся в отсутствии мешков, которые необходимо заменять. Джеймс Дайсон стал миллиардером, когда изобрел первый пылесос с циклонным сепаратором, увидев работающий циклон на лесопилке.

Пылесос с циклонным сепаратором

Дополнительные ресурсы

https: // energyeducation.ca / энциклопедия / Cyclone_separator

https://en.wikipedia.org/wiki/Cyclonic_separation

https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/cyclone-separator

Гидроциклоны — обзор | Темы ScienceDirect

Гидроциклон с воздушным барботажем

ASH был изобретен профессором Яном Миллером из Университета штата Юта и запатентован в США в 1981 году. Он использует центробежные силы, которые возникают при барботировании воздуха через стены гидроциклона.Устройство состоит из цилиндра с пористой стенкой, заключенного во внешнюю камеру (рис. 1). Исходная суспензия поступает по касательной через обычный коллектор гидроциклона в верхней части циклона с образованием кольцевого слоя жидкости на внутренней поверхности пористой стенки. Суспензия движется вниз через цилиндр с сильным вихревым движением. На поверхности пористой стенки образуются пузырьки, и из-за вихревого движения пузырьки, образующиеся на пористой поверхности, испытывают направленную внутрь центробежную силу, которая уносит их от стенки, чтобы быстро проходить через кольцевой слой, собирая плавающие частицы в пути, образуя слой пены в ядре циклона.Пена уходит через искатель завихрения в верхней части цилиндра, а частицы хвоста, плотность которых больше плотности воды, движутся к стенке и выводятся через кольцевой зазор в днище емкости.

Рис. 1. Схема гидроциклона с барботером.

Важной особенностью ЯСЕНЬ является подставка для пены в основании. Это стабилизирует пену и предотвращает ее выпадение в хвосты. Зона пены перемещается вверх через искатель завихрения, неся гидрофобные частицы.Гидрофильные частицы попадают в суспензию хвостов.

Производительность ASH определяется движением жидкости в вихревом слое, прилегающем к пористой стенке, которое, в свою очередь, контролируется кинетической энергией в поступающей суспензии, а также физическими размерами коллектора и вертикального цилиндра.

Время контакта пузырьков в гидроциклоне того же порядка, что и время пребывания пульпы, около 10 с. Соответственно, имеется высокая производительность на единицу объема, которая составляет порядка 100–600 тонн в сутки −1 футов −3 объема ячейки (3600–21 500 тонн в сутки −1 м −3 ) по сравнению с 1–2 тоннами в сутки фут −3 (35–70 тонн в сутки −1 м −3 ) для механических ячеек и колонок.На сегодняшний день ячейки не очень большие, но емкость довольно высокая. Таким образом, зола диаметром 5 см и высотой 50 см может вместить от 3 до 18 тонн твердых частиц в сутки.

Сырье поступает при обычном давлении гидроциклона 5–25 фунтов на квадратный дюйм (35–170 кПа), а воздух подается при относительно высоком давлении около 65 фунтов на квадратный дюйм (440 кПа), которое необходимо для проталкивания воздуха через пористую стенку. при требуемом расходе.

Важным параметром, ограничивающим производительность флотомашин, является приведенная скорость Дж г , которая представляет собой объемный расход воздуха флотации, деленный на площадь поперечного сечения пульпы перпендикулярно направлению воздуха. поток.Высокое значение Дж г приведет к высокой производительности концентрата при прочих равных условиях. В обычных ячейках единственная сила, действующая на жидкость в пене, — это сила тяжести. Из-за центробежного поля в ЗОЛ дренажное усилие на жидкость в пене увеличивается, и возможны высокие Дж г с. Таким образом, типичная скорость воздуха в ASH составляет около 1 стандартного л мин. -1 см -2 стенки цилиндра, что соответствует приведенной скорости Дж г , равной 17 см с -1 .Эту цифру можно сравнить с типичными значениями для флотационных колонн, которые составляют порядка 0,5–4 см с -1 , и механических ячеек, где этот показатель, как правило, еще ниже — около 1 см с -1 . Следствием этого является то, что соотношение расходов воздуха и пульпы может быть очень высоким, что приводит к высокому извлечению, несмотря на короткое время пребывания. Сообщенные значения отношения воздуха к пульпе достигают 16: 1. В механических камерах и флотационных колоннах соотношение обычно составляет 1: 1.

Что касается контакта между частицами и пузырьками, то ЗОП явно является очень интенсивным флотационным устройством.Однако это не так эффективно при выполнении требований пенистой фазы. В идеале для получения высоких сортов необходимо иметь возможность применять чистую промывочную воду, которая может стекать через пену и смывать пустую породу с потоком хвостов, при этом гидрофобный материал остается прикрепленным к пузырькам. Для того, чтобы это произошло, скорость, с которой вода может стекать через пену под действием силы тяжести, должна быть больше, чем поверхностная восходящая скорость пены в ядре. Используя опубликованные данные, можно рассчитать, что осевая скорость восходящего движения пенного ядра в ЗОП находится в диапазоне 180–1300 см с –1 .Диаметр флотационных колонн фиксирован, чтобы обеспечить промывку пены, а максимальная рабочая поверхностная скорость воздуха Дж г составляет около 4 см с -1 , что намного ниже значений, достигнутых в ЗОЛ. Очевидно, что невозможно сконструировать золу, которая могла бы обеспечить как интенсивный контакт между пузырьками и частицами, так и эффективное управление пеной для получения высоких сортов. Соответственно, ASH наиболее эффективен в приложениях, где содержание не имеет значения и где желательно высокое извлечение.Неудивительно, что в бумажной промышленности появились первые крупномасштабные приложения для удаления частиц тонера из переработанной бумаги.

Что такое циклонные пылеуловители | Блог по разработке жидкостей

Общие сведения о циклонных пылеуловителях
… принципы работы, технические требования и стоимость

Циклонные сепараторы — это самые простые и недорогие пылеуловители для контроля промышленного загрязнения воздуха.Эксплуатация и обслуживание просты, поскольку у них нет движущихся частей. В этой статье обсуждается наиболее распространенная конструкция циклонного сепаратора — эвольвентный вход с противотоком и коаксиальным выходом чистого воздуха.

Принцип работы — Запыленный воздух входит в цилиндрический / конический корпус циклона по касательной вверху, и поток принимает вихревую структуру, когда он движется по спирали вниз, Рис. 1. Центробежная сила от тангенциальной скорости воздуха вызывает более тяжелую пыль. частицы радикально перемещаются наружу к стенке циклона.Когда частицы достигают стенки, трение и сила тяжести заставляют их опускаться и разряжаться в приемник. Очищенный воздух поднимается по спирали вверх и выходит в верхней части циклона.

Рабочие характеристики циклона определяются его пропорциями и размерами, а также свойствами и расходами воздуха и пыли. Производительность описывается перепадом давления (потребление энергии), фракционной эффективностью (собранный весовой процент любого размера частиц) и общей эффективностью (общий собранный весовой процент).

Радиальная скорость частицы, определяемая законом Стокса, является функцией плотности и вязкости воздуха, плотности частицы, квадрата аэродинамического диаметра частицы и ускорения частицы. Ускорение является функцией квадрата объемного расхода воздуха и обратного квадрата площади впускного отверстия и диаметра корпуса циклона.

Поскольку структура потока в циклонах является трехмерной, математические зависимости, описывающие рабочие характеристики, очень сложны.Однако применение установленных физических законов к эмпирическим данным, полученным в результате лабораторных испытаний и полевого опыта, привело к созданию точных компьютерных моделей для прогнозирования характеристик циклона. В свою очередь, общая производительность циклона улучшилась, а сфера применения этих агрегатов расширилась.

Cyclone Myths — Чтобы оценить диапазон и тип проблем загрязнения воздуха, которые циклонные сепараторы могут решить экономически и эффективно, инженеры завода должны принять во внимание некоторые неправильные представления об оборудовании.

Циклоны подходят только для улавливания частиц размером от 5 до 10 микрон. Это утверждение является чрезмерным упрощением, поскольку оно игнорирует две важные переменные: плотность пыли и перепад давления. Некоторые виды древесной и бумажной пыли имеют плотность частиц около 35 фунтов / куб фут, а некоторые соединения тяжелых металлов имеют плотность 700 фунтов / куб фут. Ссылаясь на рисунок 2, если кривая фракционной эффективности для Циклона 3 была пересмотрена для представления древесной пыли, КПД агрегата на 2.Частицы размером 0 микрон будут составлять 0,1 процента. Однако тот же циклон при тех же условиях потока газа будет иметь коэффициент 91,1. процентная эффективность улавливания 2,0 микронных частиц соединения свинца.

С 2,9-дюймовым вод. Ст. При перепаде давления эффективность Cyclone 3 по улавливанию 2,0 микронных частиц пыли составляет 20,6%. Если расход газа увеличивается вдвое или диаметр циклона уменьшается с 6,5 до 4,6 футов, перепад давления увеличивается до 11,6 дюймов, а эффективность возрастает на 60,9 процента. Таким образом, вопреки распространенному мнению, циклоны могут достигать высокой эффективности улавливания частиц вплоть до 1.0 мкм и (в некоторых случаях) ниже.

Циклоны обычно работают при перепадах давления от 2 до 10 дюймов вод. Ст. диапазон. Падение давления циклона напрямую зависит от плотности газа. В системах контроля загрязнения плотность воздуха обычно составляет 0,075 фунта / куб. футов при стандартной температуре и давлении. Однако в промышленных процессах температура может составлять от 20 до 2000 F, а давление — от 20 дюймов ртутного столба до 250 фунтов на квадратный дюйм. Таким образом, плотность воздуха может варьироваться от 0,01 до 1,6 фунта / куб. Фут, и, в зависимости от газовых условий, падение давления в циклонах может изменяться до 160 раз.Смеси воздуха, водяного пара или других газов могут еще больше увеличить этот диапазон.

Этот миф также не учитывает взаимосвязь между эффективностью циклона и падением давления. Как правило, выбор циклона меньшего размера в данном «семействе» приводит к более высокой эффективности. (Семейство циклонов определяется как блоки, которые геометрически пропорциональны друг другу, независимо от размера.) Стоимость циклонов, плюс стоимость соответствующих воздуховодов, опорных конструкций и монтажных работ, также ниже.Но затраты на двигатель и вентилятор (в некоторых случаях), а также потребление энергии увеличиваются.

Вероятно, наиболее важным фактором, упускаемым из виду в этом мифе, является скорость газа на входе. В большинстве литературных источников предполагается, что скорость воздуха находится в диапазоне от 20 до 100 кадров в секунду, при этом скорость в большинстве промышленных применений падает между 40 и 60 кадрами в секунду. Однако лабораторные испытания и полевые применения показали, что скорость на входе может составлять от 10 кадров в секунду, а высокая — до 150 кадров в секунду.

При низких скоростях важно, чтобы пыль не оседала и не препятствовала входу циклона.Угроза абразивного и эрозионного повреждения должна учитываться при высоких скоростях. Для обеспечения длительного срока службы циклона необходимо использовать соответствующие материалы, специальные футеровки или сменные изнашиваемые пластины.

Чем меньше размер циклона, тем выше его КПД. Это широко распространенное заблуждение часто приводит к неправильному выбору циклона или к использованию более сложного пылеуловителя, когда достаточно простого циклона. Соотношение размера и эффективности применимо только при рассмотрении циклонов одного семейства.На Рисунке 2 Циклон 1 представляет собой агрегат большой мощности и средней эффективности; Циклон 3 — это высокоэффективное устройство средней или низкой производительности. Данные показывают, что Cyclone 3 более эффективен, чем Cyclone 1, но он также на 48 процентов больше.

Но если скорость на входе или падение давления в Циклоне 1 чрезмерны, блок из другого семейства циклонов может достичь такой же эффективности при меньшем падении давления и скорости на входе при заданном наборе условий. Например, Cyclone 2 имеет диаметр 3,1 фута, Cyclone 3 и 6.5 футов в диаметре. Циклон диаметром 8,7 футов из того же семейства, что и Cyclone 3, будет иметь примерно такую ​​же эффективность, как Cyclone 2, но будет работать только при 44 процентах скорости на входе и 18 процентах падения давления.

Циклоны лучше работают при положительном давлении, чем при отрицательном. Циклоны должны разряжаться в правильно пропорциональное, воздухонепроницаемое пространство, чтобы работать в соответствии с номинальными характеристиками. При соблюдении этого критерия на производительность циклона не повлияет расположение вентилятора.Следовательно, производительность одинакова независимо от того, работает ли агрегат при отрицательном или положительном давлении.

Однако важен объем пространства, в которое разряжается циклон. В высокопроизводительном циклоне в точке выброса пыли существует очень интенсивный вихрь. Если пыль скапливается в этой области, она снова уносится и выходит через выпускное отверстие для газа. А если пылеуловитель не герметичен, воздух может просочиться внутрь и потечь к месту выброса пыли, вызывая повторный унос, даже если циклон работает под положительным давлением.

Использование воздухонепроницаемых пылесборников, размер которых позволяет создать мертвое воздушное пространство диаметром как минимум в два раза и высотой в три-четыре раза больше диаметра выхода пыли, что предотвращает эти проблемы. В этом воздушном пространстве не должно скапливаться пыль. Клапаны питателя с поворотным затвором или двойной разгрузкой помогают обеспечить герметичность ресиверов.

Указание циклона — Для выбора соответствующего циклона, обеспечивающего желаемый уровень производительности, требуются точные и надежные рабочие данные.Кроме того, необходима информация о строительных материалах, характеристиках оборудования и аксессуарах.

Рабочие условия можно разделить на газовые и твердые на входе циклона. Данные по газу должны включать анализ (если газ не является сухим воздухом, следует указать процент по весу или объему каждого компонента), расход, температуру и давление.

Данные по твердым частицам должны включать содержание пыли (вес на единицу или единицу объема газа), плотность частиц, распределение по размерам и объяснение того, как определялись данные о плотности и распределении по размерам.

На поведение частицы влияют ее масса, форма, геометрические размеры и текстура поверхности. Таким образом, чтобы иметь какое-либо значение для прогнозирования характеристик циклона, данные должны определять аэродинамические свойства пыли. Вся информация должна быть репрезентативной для взвешенных в воздухе частиц, попадающих на вход циклона. Плотность и распределение по размерам лучше всего определять путем измерения конечной скорости или скорости оседания в неподвижном воздухе.

Требования к рабочим характеристикам можно установить, указав рабочий перепад давления и желаемую эффективность сбора.Если гранулометрический состав неизвестен, эффективность может быть выражена как желаемый массовый процент сбора при одном или нескольких размерах частиц. Если распределение известно, производительность может быть указана как желаемый общий собранный весовой процент или максимально допустимые выбросы для удовлетворения федеральных, государственных или местных потребностей.

Конструкционные материалы Cyclone обычно определяются абразивными и коррозионными свойствами пыли и газа. Также необходимо учитывать рабочую температуру, давление, ветровую нагрузку и сейсмические условия.Сталь, никель и алюминиевые сплавы могут использоваться в коррозионных условиях. Сменные изнашиваемые пластины, а также специальные покрытия из эластомеров, огнеупоров и керамики сводят к минимуму эффекты истирания. Могут быть предусмотрены предохранительные устройства для сброса давления и доступ к внутренним частям циклона для облегчения очистки и обслуживания.

Принадлежности, такие как спиральные выпускные отверстия, защитные колпачки, пылеуловители, клапаны подачи, структурные опоры и коллекторы для нескольких циклонов, обычно можно приобрести у производителей циклонов.Любые данные, относящиеся к строительным материалам, характеристикам оборудования и аксессуарам, должны быть включены в спецификации. Обладая надежной и точной информацией, а также с помощью компьютеров, производители могут проектировать и конструировать циклоны, точно соответствующие потребностям пользователя.

Стоимость циклона — Стоимость оборудования зависит от требований к рабочим характеристикам, строительных материалов, специальных функций и принадлежностей, необходимых для данного приложения. В общем, один большой циклон, разработанный для определенного уровня производительности, дешевле, чем два или более меньших агрегата, работающих последовательно или параллельно, обеспечивая такую ​​же эффективность и падение давления.

На рисунках 3 и 4 представлены кривые сравнения затрат для одиночных циклонов. Кривые на Рисунке 3 основаны на 6-дюймовом водном столбе. падение давления. Затраты показаны в зависимости от объема воздуха при различной эффективности сбора. Кривые на рисунке 4 обозначают 90-процентную эффективность сбора при различных перепадах давления.

Следующие критерии являются общими для обеих иллюстраций:

  • Материал изготовления — цельносварная низкоуглеродистая сталь калибра 10.
  • Газ — это воздух стандартной температуры и давления.
  • Загрузка пыли 10 гран / акф.
  • Все циклоны представляют собой отдельные блоки без дополнительных принадлежностей или особых конструктивных особенностей (это условие не всегда может быть практичным).


Кривые не учитывают такие факторы, как затраты на сопутствующие воздуховоды, оборудование для перемещения воздуха, фундамент, установку и электроэнергию, которые должны быть включены при определении общих затрат по проекту. Кривые, однако, иллюстрируют географически соотношение затрат и производительности и универсальность циклонных сепараторов.

Источник: Heumann, M. Jr., «Понимание циклонных пылеуловителей». Завод инжиниринга . 26 мая 1983 г.

В рубрике Без рубрики — Комментарии: 10 — Подпишитесь: RSS 2.0 — Трекбэк

ГИДРОЦИКЛОНЫ

Гидроциклон — это простая часть оборудования, в которой давление жидкости используется для создания центробежной силы и структуры потока, которая может отделять частицы или капли от жидкой среды.Эти частицы или капли должны иметь достаточно иную плотность относительно среды, чтобы добиться разделения.

Схема течения в гидроциклоне циклоническая. Это вызвано тангенциальным впрыском жидкости в цилиндрическую камеру, что вызывает развитие вихря. Камера имеет ограниченное осевое нижнее выпускное отверстие, так что вся жидкость в вихре не может выйти через это выпускное отверстие. Некоторая часть жидкости должна изменить свой путь и течь противотоком к осевому верхнему выпускному отверстию.Этот обратный поток продолжает вращаться, и воздушный стержень образуется из-за более низкого давления на оси вращения.

Обычный гидроциклон состоит из цилиндрической камеры, соединенной с коническим корпусом, который ведет к нижнему выпускному отверстию на вершине конуса. Это сбрасывает «лишний». Обратный поток расположен с помощью трубы, которая выступает в осевом направлении в верхнюю часть камеры, называется «искателем завихрений» и отводит «перелив». Спиральные потоки и общая форма гидроциклона показаны на рисунках 1 и 2.

Термины «низ» и «верх» в этом контексте используются только для упрощения описания. Гидроциклон может работать в перевернутом положении, с наклонной или горизонтальной осью.

Рисунок 1. Схематическое изображение спирального потока.

Рисунок 2. Основные характеристики гидроциклона.

Развивающиеся картины скорости жидкости показаны на рисунках 3 и 4.

Наличие как нисходящих, так и восходящих потоков означает, что существует геометрическое место с нулевой вертикальной скоростью (рис. 3).При этом оба потока имеют тангенциальную скорость; что во внешнем вихре уменьшается с увеличением радиуса; что во внутреннем вихре уменьшается с уменьшением радиуса. Скорости могут быть представлены уравнением ur n = constant, где n = — 1 во внутреннем вихре и может иметь значения в диапазоне от +0,5 до +0,8 во внешнем вихре (см. Вихревой поток).

Это означает, что внешняя жидкость приближается к свободному вихрю и испытывает сдвиг, тогда как внутренняя жидкость вращается, как если бы она была твердым телом, т.е.е., с постоянной угловой скоростью. Пиковая тангенциальная скорость не обязательно находится в положении нулевой вертикальной скорости.

Эти модели потоков и взаимосвязи были экспериментально установлены Келсолом (1952) и Брэдли (1965). Совсем недавно они были подтверждены применением вычислительной гидродинамики, Pressdee (1989).

Рис. 3. Схематическое изображение геометрического места нулевой вертикальной скорости и воздушного ядра.

Рисунок 4.Распределение тангенциальной скорости. Данные Kelsall, Trans. Inst. Chem. Англ. 30, 87 (1952).

Рисунок 5. Схематическое изображение короткого замыкания и вихревых течений.

Размер и форма искателя завихрений, форма камеры, в которую впрыскивается подаваемая жидкость, и геометрия входного отверстия — все это определяет детали схемы потока, которая часто включает рециркуляционные потоки (см. Рисунок 5 ).

Из-за этой сложности многие авторы построили корреляции как для эффективности разделения, так и для падения давления в гидроциклонах.Обзоры опубликованы Брэдли (1965) и Сваровски (1984).

Возникающая центробежная сила способна разделять твердые частицы размером от 5 до 10 микрон. Чем меньше диаметр циклона, тем выше сила и эффективность отделения мелких частиц. Также существуют конструкции с длинными конусами, которые, как утверждается, обеспечивают хорошую эффективность с частицами размером менее 5 микрон. Однако малый диаметр имеет низкую пропускную способность по текучей среде, и в большинстве случаев такие циклоны необходимо соединять и соединять параллельно, чтобы их можно было использовать в промышленности.

Первоначально гидроциклон применялся в промышленности по переработке полезных ископаемых для разделения твердой и жидкой фаз, то есть для обезвоживания твердых частиц, взвешенных в потоке воды. Однако механизм разделения зависит как от разницы в удельном весе частиц и жидкой среды, так и от размера частиц (см. Закон Стокса). Это означает, что гидроциклон также является классификатором, если диапазон размеров частиц, присутствующих в потоке сырья, таков, что большие будут проходить во внешний вихрь, а маленькие будут захвачены во внутреннем вихре (см. Классификаторы).Таким образом, в горно-обогатительной промышленности используются гидроциклоны. Он также использует их в качестве сепараторов тяжелых сред, где плотность жидкости увеличивается до промежуточного уровня между легкими и тяжелыми минералами. Затем свет переходит к переливу, а тяжелый — к нижнему.

Применения распространены на химическую и пищевую промышленность. В основном это обезвоживание, например, при концентрировании суспензии кристаллов перед центрифугированием или при концентрировании суспензий крахмала.

В последнем случае также используется сдвиг, который существует во внешнем вихре, для отделения клейковины от частиц крахмала.

Из-за этого сдвига первоначально предполагалось, что гидроциклоны будут иметь ограниченное применение для разделения жидких капель. Тем не менее, Тью (1986), в основном в Саутгемптонском университете, опровергнул это утверждение. За счет удлинения конуса и использования узких углов от 1 ° до 2 ° зона сдвига сводится к минимуму по сравнению с внутренней зоной без сдвига, и тонкодисперсная нефть в воде может быть отделена до нескольких десятков частей на миллион.Эти специальные формы гидроциклонов в настоящее время успешно продаются для удаления нефти из воды на нефтеперерабатывающих заводах и в морской нефтяной промышленности (см. Разделение жидкости и жидкости).

В настоящее время гидроциклон — это устоявшийся простой и практичный инструмент, широко используемый во всех перерабатывающих отраслях промышленности.

ССЫЛКИ

Брэдли, Д. (1965) Гидроциклон , Pergamon Press Limited, Оксфорд.

Брэдли Д. и Пуллинг Д. Дж. (1959), Модели потоков в гидроциклоне и их интерпретация с точки зрения производительности, Transactions Institution of Chemical Engineers, vol.37, стр. 34.

Келсалл, Д. Ф. (1952), Исследование движения твердых частиц в гидроциклоне, Transactions Institution of Chemical Engineers , vol. 30, стр. 87.

Pressdee, A. W. (1989) Process Industry Journal , стр. 29 июня.

Сваровский, Л. (1984) Гидроциклоны , Холт Райнхарт и Уинстон.

Тью, М. Т. (1986) Инженер-химик , All, p. 17 июля-август.

Циклонный сепаратор — BiofuelsAcademy

Циклонные сепараторы используются для удаления жидких и твердых примесей в потоке газа или жидкости.Этот метод также можно использовать для отделения мелких капель жидкости от газового потока.

Циклон выполнен по принципу центрифуги. Фильтруемый газ поступает в верхнюю часть (широкий конец) и заканчивается в нижней части (узкий конец), образуя стиль течения циклона. Из-за разницы плотностей между жидкостью и твердым телом и сильного разделяющего воздействия центрифуги твердые примеси опускаются вниз, а очищающий газ течет вверх.

Циклонные сепараторы по принципу действия обычно изготавливаются вертикального типа.Они широко используются в случаях, когда существуют жидкие и твердые примеси.

Газовые циклоны широко используются в промышленности для отделения частиц от газовых и воздушных потоков, а водяные циклоны, также известные как гидроциклоны, используются для разделения жидкостей различной плотности. Циклоны популярны, потому что они просты и недороги в производстве, не требуют значительного обслуживания, не содержат движущихся частей и могут работать при высоких температурах и давлениях.

Циклонный сепаратор

  1. http://en.wikipedia.org/wiki/Cyclonic_separation
  2. http: // navier.engr.colostate.edu/whatische/ChEL02Body.html

Принцип работы циклонного сепаратора

В апреле 2003 года вступило в силу новое европейское законодательство по выбросам выхлопных газов для класса мопедов. По сравнению с регламентом EURO I, регламент EURO II приводит к значительному сокращению компонентов выбросов, бросая вызов системе управления двигателем и системам доочистки выхлопных газов. Внедрение электронных систем управления двигателем в сочетании с впрыском топлива может способствовать снижению выбросов выхлопных газов, но высокая стоимость мопедов класса 50 куб. См требует альтернативных недорогих концепций, которые могут удовлетворить требования клиентов (высокая управляемость , удобное управление) и в то же время соответствовать требованиям законодательства.Словенский производитель TOMOS, известный на мировом рынке как производитель надежных и экономичных двухколесных транспортных средств малой вместимости, в сотрудничестве с Грацским университетом решил разработать современный двухтактный карбюраторный двигатель объемом 50 куб. См с воздушным охлаждением. Технология. Основная цель проекта разработки заключалась не только в оптимизации объема выбросов в соответствии с ограничениями EURO II, но и в улучшении характеристик двигателя, чтобы оставаться конкурентоспособным на рынке. Эти границы потребовали совершенно новой термодинамической схемы двигателя EURO I.Новая система впуска, все термодинамические компоненты (цилиндр, головка цилиндра, поршень и картер) и отрегулированная выхлопная система, включая катализатор окисления, были разработаны для поддержки оптимизации рабочих характеристик двигателя и характеристик выбросов выхлопных газов. Конструкция нового поколения двигателей основана на двигателе EURO I TOMOS с целью оптимизации производственных затрат.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *