Применение напорных гидроциклонов связано с разделением двухфазных жидкостей, обладающих различными свойствами. Очевидно, что от свойств двухфазных систем зависят конструкция гидроциклонов и их технологические параметры.[ ...]
Рассмотрим с этой точки зрения работу гидроциклонов.[ ...]
Гидроциклоны, предназначенные для разделения двухфазной системы твердое тело — жидкость с плотностью дискретной фазы рд большей, чем плотность сплошной фазы р, получили широкое распространение для выделения из жидкостей различных твердых частиц. Большое число известных конструкций гидроциклонов предназначено для разделения именно таких двухфазных жидкостей.[ ...]
Однако приведенные рассуждения справедливы только для выделения из жидкости твердых частиц, которые сохраняют постоянные размеры. При разделении систем жидкость — жидкость такого постоянства не наблюдается.[ ...]
Если повышать скорость на входе в гидроциклон, то возрастает и напряжение центробежной силы, т. е. увеличиваются градиент сдвига и напряжение сдвига, действующие на каплю. Вначале в поле сдвигающих сил капля сохраняет свою форму и лишь вращается вокруг своей оси. С повышением нагрузок капля деформируется, а затем происходит ее разрушение, в результате чего образуются две капли меньшего размера. Диаметры вновь образованных капель могут оказаться меньшими, чем предельный диаметр, определяемый из формулы (41), и, следовательно, действующей в потоке центробежной силы уже недостаточно для отделения вновь образовавшихся более мелких капель. В этом случае гидроциклон, разрушая капли дискретной фазы и не отделяя их от сплошной среды, начинает работать как эмульгатор.[ ...]
Для точного расчета режима работы гидроциклона (режим: разделения или эмульгирования) необходимо знание критических напряжений, действующих на диспергированные капли. На каплю? действуют различные силы: тяжести, центробежная, вязкости, сдвига и поверхностного натяжения, которая всегда препятствует разрушению капли.[ ...]
Во вращающемся потоке в циклоне на капли в основном воздействует поле сил сдвига. Поэтому определяющим критерием для процесса разрушения капли будет критерий Ка. При значениях Ка меньших, чем его критическое значение, гидроциклон будет работать в режиме разделителя, при значении Ка больших, чем его критическое значение, — в режиме эмульгатора. М. Бонет не указывает критическое значение критерия Ка. Однако из анализа выражений (42) следует, что результаты разделения будут ухудшаться при незначительном поверхностном натяжении, высокой вязкости сплошной среды и возрастании градиента сдвига.[ ...]
Для разрушения капель жидкости имеет значение наряду с производительностью циклона по исходному материалу и концентрацией компонентов в исходном продукте также и то, какой из них— легкий или тяжелый — составляет дискретную фазу.[ ...]
Примером использования гидроциклонов для разделения системы жидкость — жидкость в случае, когда плотность дискретной фазы больше плотности сплошной фазы, являются работы Ю. Н. Болдырева по изучению возможности отделения воды из нефтепродукта. Отделение воды проводили в конических гидроциклонах с углом конуса от 3 до 10° и внутренним диаметром оснований каждая от 26,3 до 55,1 мм. В результате проведенных экспериментов установлена возможность применения гидроциклона для отделения воды из масла и топлива, причем эффективность отделения возрастает при многократной очистке в гидроциклоне. В работе получены зависимости эффективности отделения воды из масла и топлива от давления на входе в гидроциклон. Из анализа этих зависимостей следует, что повышение давления на входе не всегда приводит к росту эффективности отделения. Минимальной эффективности соответствует минимальное давление на входе. Этот факт, по-видимому, подтверждает вывод М. Бонет о том, что решающее значение имеет скорость на входе в гидро-:циклон, определяющая критерий для сил сдвига Ка- С повышением давления на входе возрастает скорость на входе и Ка приобретает значения выше критического, что приводит к эмульгированию дискретной фазы.[ ...]
Вернуться к оглавлению