Основные факторы, влияющие на работу гидроциклона
Диаметр гидроциклона влияет на производительность (производительность пропорциональна диаметру гидроциклона во второй степени), а также на величину крупности слива. Однако слив одной и той же крупности можно получить на гидроциклонах разного диаметра. Например, слив крупностью 95-0,074 мм получают в гидроциклонах диаметром 75-700 мм. Поэтому при больших производительностях применяют гидроциклоны диаметром до 500-600 мм, а при малых производительностях и необходимости получения слива крупностью ниже 10 мкм применяют батарейные гидроциклоны диаметром до 10-15 мм.
Размер питающего патрубка сказывается на показателях работы гидроциклона незначительно, что следует как из теоретического анализа, так и из данных практики.
Обычно отношение диаметра питающего патрубка (а если сечение патрубка прямоугольной формы, то диаметр окружности равновеликой площади) к диаметру гидроциклона находится в пределах 0,08-0,25. При отношении диаметра питающего патрубка к диаметру сливного равном 0,8 скорость пульпы в них почти одинакова. На практике придерживаются этого соотношения.
Колебания обычно не выходят за пределы d > dn > 0,5d
Диаметр сливного патрубка влияет на все показатели работы гидроциклона. Увеличение в определенных пределах диаметра сливного патрубка при постоянном на входе вызывает прямо пропорциональное увеличение производительности.
Лучшие результаты классификации получаются обычно при диаметре сливного патрубка 0,2-0,4 диаметра гидроциклона. Глубина погружения сливного патрубка в гидроциклонах обычно ограничивается нижним краем цилиндрической части последнего. Увеличение глубины погружения приводит к увеличению крупности слива.
Угол конусности. Практически установлено, что для гидроциклона, как для классифицирующего аппарата, оптимальным является угол конусности близкий к 200. Увеличение угла конусности связано с уменьшением высоты аппарата, что приводит к увеличению средних радиальных скоростей жидкости и, следовательно, к увеличению крупности слива. В то же время пески получаются более плотными и менее загрязненными тонкими шламами, чем при малых углах конусности.
Для разжижения пульп при обработке легких по удельному весу материалов и получении тонких сливов применяют гидроциклоны с малыми углами конусности (до 50). При работе на плотных пульпах, в связи с большими потерями на трение, снижение угла конусности ниже 15-200 не дает заметного технологического эффекта.
Давление на входе при заданной объемной производительности пульпы зависит главным образом от диаметра сливного патрубка и от размера питающего патрубка гидроциклона. В промышленности, при получении крупных сливов гидроциклоны работают с давлением до 0,3 кгс/см2, при тонких сливах - 1,5-2,0 кгс/см2.
Описание лабораторной установки и методики проведения эксперимента
Общий вид лабораторной установки показан на рис.2, составляющие элементы перечислены в спецификации к данному рисунку. Установка может быть оборудована тремя сменными гидроциклонами, идентичными по конструкции и имеющими соответственно диаметры цилиндрической части 40, 30 и 20 мм. Конструкция гидроциклона представлена на рис. 3. Все три гидроциклона сконструированы так, что все они монтируются к одной и той же сливной камере 2. Для выявления влияния конструктивных элементов гидроциклона на эффективность его работы, каждый из корпусов гидроциклона может оснащаться следующими сменными элементами: конической частью 3, сливными патрубками 4, песковыми насадками 5. Кроме того, сливной патрубок, имеющий резьбу, может изменять глубину своего погружения в цилиндрической камере гидроциклона. Параметры сменных элементов всех трех гидроциклонов перечислены в таблице 1.
Таблица 1.