مدل سازی هیدرسیکلون و بررسی پارامترهای عملیاتی بر عملکرد آن

هیدروسیکلون یکی از کارآمدترین وسایل طبقه بندی است که کاربرد وسیعی در کارخانه های فرآوری مواد معدنی پیدا کرده است. موفقیت هیدروسیکلون ها در توانایی آن ها در جدایش دو مایع غیر قابل امتزاج، جدا کردن ذرات معلق از مایعات و جدا کردن ذرات بر اساس وزن مخصوص و اندازه آن ها است. در این پژوهش به بررسی عوامل تاثیر گذار بر فرآیند جدایش، مدل سازی پارامترهای اساسی (دبی خوراک، حد جدایش اصلاح شده، میزان بازیابی آب به ته ریز و تابع طبقه بندی) و شبیه سازی جریان در هیدروسیکلون پرداخته شده است. با توجه به تعدد فاکتورهای تاثیر گذار بر فرآیند جدایش در یک هیدروسیکلون، در تحقیق حاضر از روش طراحی آزمایش ها (روش سطح پاسخ) استفاده شده است. پارامتر های درصد جامد خوراک، افت فشار، قطر سرریز و قطر ته ریز به عنوان پارامتر های موثر در نظر گرفته شده اند. تاثیر این پارامترها از طریق برازش مدل های مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. سپس، از مدل های تجربی برای تخمین پارامتر های اساسی هیدروسیکلون، به دو صورت: اعمال پارامتر های پیش فرض مدل ها، و کالیبره کردن مدل ها با توجه به شرایط عملیاتی موجود، استفاده شده است. در انتهای این تحقیق، شبیه سازی جریان داخل هیدروسیکلون، با استفاده از شیوه دینامیک سیالات محاسباتی، و با نرم افزار fleunt ، صورت پذیرفته است. سه مدل آشفتگی برای تخمین سرعت ها، دبی جریان ها و قطر ستون هوای مرکزی، به کار برده شده اند. نتایج این تحقیق نشان داده است که پارامتر های هندسی هیدروسیکلون تاثیر بیشتری در فرآیند جدایش دارند. مقایسه مدل های تجربی نشان داد که استفاده از پارامتر های اصلاح شده، دارای نتایج دقیق تری نسبت به این مدل ها با پارامتر های پیش فرض، هستند. استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی به عنوان یک روش جدید برای شبیه سازی کار هیدروسیکلون ها نتایج موفقیت آمیزی را به همراه داشته است. با کاربرد این شیوه سرعت ها و قطر ستون هوای مرکزی به خوبی پیش بینی شده اند. با توجه به قابلیت این روش، با تحقیقات گسترده تر در این زمینه می توان عملکرد جدایش در هیدروسیکلون را به طور کامل شبیه سازی کرد.