2.5.2. Выбор и расчет гидроциклонов

Расчет начинают с определения максимально возможного диаметра гидроциклона D_max. см

D_max = 1,2 (d_п / d_сл)² d_ном² (ρ – ρ₀) Н^1/2 / β_{т. пит}, (2.24)

где d_п, d_cп – диаметры пескового и сливного насадков гидроциклона, см; d_ном – номинальная крупность зерен в сливе гидроциклона, мкм; ρ, ρ₀ – плотность твердой и жидкой фаз пульпы, т/м³; Н – рабочий напор пульпы на входе в гидроциклон, МПа; β_{т. пит} – массовая доля твердого в питании гидроциклона, %.

Таблица 2.18

Основные параметры спиральных классификаторов с непогруженной спиралью (ксн)

Параметры	1КСН-5		1КСН-7,5		1КСН-10		1КСН-12		1КСН-15	1КСН-17	1КСН-20	1КСН-24	2КСН-24	1КСН-30	2КСН-30
Диаметр спирали, мм		500		750		1000		1200	1500	1700	2000	2400	2400	3000	3000
Количество спиралей		1		1		1		1	1	1	1	1	2	1	2
Частота вращения вала, мин 1		12		7,8		5		4,1	3,4	2,5	2	1,8	3,5	1,5	3,0
Мощность электро- двигателя привода спирали, кВт		1,1		3,0		5,5		5,5	7,5	10,0	13,0	13,0	22,0	30,0	40,0

Таблица 2.19

Основные параметры спиральных классификаторов с погруженной спиралью (ксп)

Параметры	1КСП-12	2КСП-12	1КСП-15	2КСП-15	1КСП-20	2КСП-20	1КСП-24	2КСП-24	1КСП-30
Диаметр спирали, мм	1200	1200	1500	1500	2000	2000	2400	2400	3000
Количество спиралей	1	2	1	2	1	2	1	2	1
Частота вращения вала, мин-1	4,1	8,3	3,4	6,8	2,5	5,0	2,0	4,0	1,5; 3,0
Мощность электродвигателя привода спирали, кВт	5,5	10,0	7,5	10,0	13,0	22,0	13,0	30,0	30,0

Отношение (d_п / d_сл) обычно принимается, исходя из частного вы-

хода песков (выхода песков к операции классификации) по табл. 2.20.

Таблица 2.20

Значения (d_п / d_сл)

Частный выход песков, %	20	30	40	50	60	70	80
dп / dсл	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8

Номинальная крупность зерен в сливе гидроциклона (d_ном) определяется массовой долей класса –0,071 мм в сливе гидроциклона (табл. 2.21):

Таблица 2.21

Номинальная крупность зерен в сливе гидроциклона d_ном

Массовая доля класса –0,071 мм в сливе гидроциклона, %	40	50	60	70	80	90	95
dном, мкм	430	320	240	180	140	94	74

Рабочий напор пульпы на входе в гидроциклон составляет, в сред-

нем, 0,1 МПа, для получения грубых (крупных) сливов он может со-

ставлять 0,03-0,04 МПа.

Массовая доля твердого в питании гидроциклона β_{т. пит} либо задается по практическим данным, либо рассчитывается, %:

β_{т. пит} = 100 / (γ_сл / β_{т. сл} + γ_п / β_{т. п.}), (2.25)

где γ_сл, γ_п – частные выходы слива и песков классификации, %; β_{т. сл}, β_{т. п} – массовая доля твердого в сливе и песках классификации, %, определяемые по выражению (2.26) и табл. 2.22,.

β_{т. сл} = (52 – 0,38 β^-0,071_сл) (1 + 0,5 (ρ – 2,7)). (2.26)

Таблица 2.22

Ориентировочная массовая доля твердого в песках β_{т. п}

β-0,071сл, %	50-60	60-70	70-80	80-90	90-95	> 95
βт. п, %	80	75	72	70	67	65

После нахождения максимального диаметра гидроциклона выби-

рают по каталогу (технические характеристики гидроциклонов при-

ведены в табл. 2.25) один или два гидроциклона ближайшего меньше-

го диаметра. Для них рассчитывают производительность V_гц по пита-

нию (пульпе), м³ /ч:

V_гц = 3 k_α k_D d_пит d_сл (Р₀)^1/2, (2.27)

где k_α – коэффициент угла конусности гидроциклона (табл. 2.23); k_D – коэффициент диаметра гидроциклона (табл. 2.24); d_пит, d_сл – диаметры питающего и сливного насадков гидроциклона (по каталогу), см; Р₀ – давление пульпы на входе в гидроциклон, МПа, равное Н для ги-

дроциклонов диаметром менее 710 мм и рассчитываемое по выраже-

нию (2.28) для гидроциклонов с диаметром 710 мм и более, МПа:

Р₀ = Н + 0,01 h_гц ρ_п, (2.28)

где Н – напор пульпы на входе в гидроциклон, МПа; h_гц – высота гид-

роциклона, м (табл. 2.24); р_п – плотность пульпы, определяемая по выражению, т/м³:

ρ_п = 100/(β_{т. пит} / ρ + (100 – β_{т. пит}) / ρ₀). (2.29)

Таблица 2.23

Коэффициент угла конусности гидроциклона

Угол конусности, град.	10	20	30	40	50
kα	1,15	1,0	0,93	0,89	0,83

Для классифицирующих гидроциклонов угол конусности равен 20°.

Объем пульпы V_п, поступающей на классификацию, м³/ч:

V_п = Q_тв ((100 – β_{т. пит}) / β_{т. пит} + 1/ρ). (2.30)

Далее определяется необходимое количество гидроциклонов

п_гц = V_п / V_гц (2.31)

Проверяется нагрузка на песковую насадку q_п, т/см²·ч:

q_п = 4 Q_п / π d_п² п_гц, (2.32)

где Q_п – производительность операции классификации по пескам, т/ч; d_п – диаметр пескового насадка принятого гидроциклона, см.

Диаметр пескового насадка принимается минимальным из указан-

ных в табл. 2.25 для принятого гидроциклона значений, при котором значение q_п находится в пределах 0,5-2,5 т/см²·ч.