ТОНКОСТЬ РАЗДЕЛЕНИЯ В КОНИЧЕСКОМ ГИДРОЦИКЛОНЕ С ОТБОРОМ ПОТОКА ЧЕРЕЗ КОЛЬЦЕВОЕ ОТВЕРСТИЕ В ЕГО СТЕНКЕ

 

Капустин Р.П. (БГИТА, г.Брянск, РФ)

 

The Broughted formulas radial and tangential velocities to liquids, on the grounds of which is determined fineness of division in  hydraulic cyclone.

 

В практике используются гидроциклоны с двумя сходами:  через вершину конуса – нижний сход, и через сливной насадок – верхний сход. Если же гидроциклон используется при совместной работе с центрифугой  (рисунок 1), то для привода последней  необходим соответствующий напор жидкости. Верхний и нижний сходы – это свободные сливы, и для получения необходимого напора требуется соответствующее повышение напора жидкости на входе в гидроциклон. При отборе потока через кольцевое отверстие в стенке гидроциклона для привода центрифуги появляется возможность использовать давление у стенки гидроциклона.

Рисунок 1 – Схема очистительного устройства с отбором  потока из гидроциклона на центрифугу через кольцевое отверстие в стенке гидроциклона:

1-бак; 2-центрифуга; 3-гидроциклон

 

За тонкость разделения в гидроциклоне принимается размер равновесной частицы, которая определяет  собой границу разделения частиц на уносимые через верхний насадок в слив, и на осаждаемые в бункер или направляемые для осаждения в центрифугу. Граничными частицами являются частицы, которые находятся в равновесном состоянии в зоне окружности, совпадающей с входной кромкой верхнего насадка.

Тонкость разделения в гидроциклоне определяется по формуле [1]

 ,                                                                            (1)

 

где окружная скорость жидкости;  кинематическая вязкость жидкости; плотность частицы и жидкости; мгновенный радиус вращения частицы; мгновенная радиальная скорость жидкости.

Радиальная скорость жидкости является производной от функции тока потока жидкости

 ,                                                                              (2)

где   цилиндрические координаты;     функция тока потока жидкости.

,                                                                    (3)

где      функция тока обтекания внутренней поверхности  конуса гидроциклона;    

                                                                        (4)

        функция тока кольцевого стока [2].

 

                                             (5)

или

                                (6)

где радиус воздушного столба в гидроциклоне;   координаты кольцевого стока;  угол полураствора конуса гидроциклона;   расход через кольцевой сток;  коэффициент расхода  гидроциклона

                                              (7)

где  расход через верхний насадок гидроциклона;  координаты нижней кромки верхнего сливного насадка.

Окружная скорость частицы считается равной тангенциальной скорости жидкости

,                                                           (8)

где скорость жидкости на входе;  радиус входа жидкости в гидроциклон.

Радиальная скорость жидкости

                                        (9)

Пример расчёта:  2067 см³/с;    1,9 см;   0,9 см; 15 см;    9⁰;    0,45;    1,6 см;   10 см;   2,7 г/см³;    0,9 г/см³;   0,1 ст.

Тонкость разделения равна   11,5 мкм.

 

Литература

1. Поваров А.И. Гидроциклоны. М.: Госэнергоиздат,  1961.- 262  с.

2. Капустин Р.П. Кольцевой источник и его  применение.//Лесной комплекс: состояние и перспективы развития. Сб. научн. Трудов. Выпуск 6.Брянск: БГИТА. с. 40-41.