نحوه عملکرد هیدرو سیکلون

هیدرو سیکلون وظیفه ی جدا سازی ذرات جامد از آب را بر عهده دارد و این امر با توجه به اختلاف وزن مخصوص ذرات معلق در آب همراه با نیروی گریز از مرکز ایجاد شده توسط فشار ورودی آب انجام می شود.ذرات معلق موجود در آب ها به حدی می باشند که موجب ساییدگی یا خوردگی پمپ ها می شوند و هیدرو سیکلون با جدا سازی ذرات جامد از مایعات  مانع این امر می شود. نحوه عملکرد هیدرو سیکلون با توجه به سادگی دستگاه بسیار راحت می باشد و هزینه ی اولیه و نگهداری پایینی دارند زیرا علاوه بر این که هیچ ابزار الکتریکی در آن به کار برده نشده است  بلکه هیچ ابزار متحرکی نیز ندارد و ثابت می باشند.

تمرکز اصلی دستگاه هیدروسیکلون بر جدا سازی ذرات و مواد جامد معلق موجود در مایعات می باشد و امکان حذف املاح و یون های موجود در آب در آن ها وجود ندارد .هیدروسیکلون قادر است تا ذرات 45 میکرون را بر اساس فشار آب ورودی جدا نماید.فشار مورد نیاز برای هیدرو سیکلون 3 بار یا 30 متر آب می باشد که از پمپ سانتریفوژ برای تامین آن استفاده می کنند. هیدروسیکلون تا 95 درصد ذرات را از آب جدا می کند و تقریبا تمامی ذرات سنگین تر از آب توسط نیروی گریز از مرکز به سمت دیواره هدایت شده و از آب ورودی جدا می شود .

هیدروسیکلون از جمله ی تجهیزات بسیار کاربردی و مهم در تصفیه آب می باشد. نحوه ی عملکرد هیدرو سیکلون از طریق نیروی گریز از مرکز و اختلاف وزن و چگالی آب و ذرات موجود در آن می باشد که در زیر به طور کامل و با توجه به اجزای دستگاه به نحوه ی عملکرد هیدرو سیلکون می پردازیم.

روش کار دستگاه هیدرو سیکلون

همانطور که می دانیم هیدروسیکلون دستگاهی برای جداسازی ذرات معلق موجود در آب می باشد که متشکل از ظرفی استوانه ای و مخروطی می باشد . مخزن استوانه ای در قسمت بالا و مخزن مخروطی در بخش پایین دستگاه قرار دارد و دو شیر در آن به عنوان ورودی و خروجی که در روی مخزن استوانه ای  تعبیه شده و یک شیر در انتهای مخروط برای تخلیه ذرات جامد ته نشین شده وجود دارد. نحوه عملکرد هیدرو سیکلون به این صورت است که  مواد از طریق دهانه ورودی و توسط مسیر لوله ای که مماس بر بخش استوانه ای که  در قسمت فوقانی  آن می باشد به داخل هیدروسیکلون جریان می یابد.

سطح فوقانی بخش استوانه ای توسط درپوشی مسدود می باشد و از مرکز سطح فوقانی بخش استوانه ای در امتداد محور ظرف لوله ای سر ریز نصب شده است که دارای مقطع قابل تغییر می باشد وتا عمق کمی پایین تر از محل ورود مواد به داخل این بخش امتداد یافته است و آن را دیافراگم یا ورتکس می نامند. اپکس یا ته ریز سیکلون بخش دیگری از دستگاه هیدروسیکلون می باشد که سوراخی با قطر قابل تغییر می باشد که در قسمت تحتانی ظرف یا همان راس بخش مخروطی واقع شده است .

بار اولیه تحت فشار  به طور مماس به داخل سیکلون توسط لوله ی ورودی  جریان می یابد و بنابرین پالپ حرکت دورانی به خود می گیرد و موجب ایجاد گرداب در داخل هیدروسیکلون می شود و در امتداد محور آن ناحیه ای با فشار کم ایجاد می شود و ستونی از هوا را در این امتداد به وجود می آورد که معمولا توسط دهانه ته ریز به هوای خارج متصل می شود . بخشی از هوایی که این ستون تشکیل می دهد از هوای موجود در سیال حاصل می شود که در نتیجه کاهش فشار از آن خارج می شود .

مواد پالپی که به داخل دستگاه هیدروسیکلون هدایت می شود تحت تاثیر نیروی گریز از مرکز در جهت داخل به خارج که موجب افزایش سرعت ته نشینی می شود  و نیروی مقاومت در جهت خارج به داخل  قرار می گیرند و در نتیجه مواد در هیدروسیکلون بر مبنای ابعاد و چگالی طبقه بندی می شود.دانه هایی که در مایعات وارده به هیدروسیکلون وجود دارند و سرعت ته نشینی آن ها بیشتر می باشد به طرف جداره هیدروسیکلون که سرعت در آن جا کمتر می باشد حرکت می کنند و سپس در امتداد جداره به طرف دهانه ته ریز هدایت می شوند و از آنجا خارج می گردند .

دانه هایی هم  که سرعت ته نشینی آن ها کمتر می باشد به سمت ناحیه ی با فشار کمتر که همان بخش مرکزی می باشد هدایت می شوند و با حرکت در امتداد هیدروسیکلون و حرکت رو به بالا توسط دیافراگم سر ریز می شوند .

در عملکرد هیدرو سیکلون در مکانی که به صورت سطحی سر تا سر بخش بزرگی از هیدروسیکلون گسترش یافته سرعت قائم مواد به دلیل وجود ناحیه ای در امتداد جداره که در آن حرکت مواد به طرف پایین و ناحیه ای که در امتداد محور هیدروسیکلون موجب حرکت مواد به سمت بالا می باشد برابر صفر می باشد.

دانه هایی که نیروی گریز از مرکز تاثیر بیشتری بر آن ها می گذارد به خارج این سطح منتقل می شوند و توسط ته ریز از هیدروسیکلون خارج می شوند و دانه هایی هم که نیروی مقاومت تاثیر بیشتری بر آن ها می گذارند در داخل سطح قرار می گیرند و با هدایت به طرف محور از طریق سر ریز خارج می شوند.در این میان دانه هایی نیز وجود دارند که تاثیر نیروی مقاومت و نیروی گریز از مرکز بر آن ها یکسان می باشد که این دانه ها بر روی سطح قرار می گیرند و احتمال خروج آن ها از ته ریز و سر ریز یکسان می باشد .

از جمله نکات مهم در نحوه عملکرد هیدرو سیکلون مدت زمان ماندگاری آب در مخزن و دستگاه ماسه گیر می باشد که 5 دقیقه در نظر گرفته شده است تا فرصت کافی برای جدا سازی ذرات جامد از قطرات آب وجود داشته باشد . از جمله راه کاری که برای ماندگاری قطرات آب در مدت زمان مناسب در داخل دستگاه هیدروسیکلون در نظر گرفته شده است کوچک کردن شیر تخلیه به اندازه یک واحد از شیر ورودی می باشد.