• بازدید : 44 views
  • بدون نظر
این فایل قابل ویرایش می باشد وبه صورت زیر تهیه شده :

گرايشي به هيدروسيكلون ها، مخصوصا در مهندسي شيمي و صنعت نفت ، به وجود آمده است كه به چندين عامل بستگي دارد :
۱- اطلاعات مفيدي در مورد سودمند بودن هيدر.سيكلون ها در كاربردهاي خارج از كانه آرايي در مهندسي شيمي و ديگر شاخه هاي مهندسي كسب شده است.
۲- احياء مقوله ي هيدروسيكلون ضرورت جديدي است كه در صنعت نفت، مخصوصا در درياي شمال، به وجود آمده است . صنعت نفت براي جدا كردن گاز، ماسه يا آب از نفت يا ترجيحا تمام اين  مواد از هم  ديگر در مرحله ي جداسازي ، به يك دستگاه كوچك ، قابل اطمينان و ساده احتياج دارد و به نظر مي رسد هيدروسيكلون ها قدرت انجام اين كار را داشته باشند و گفتني است كه علاقه به هيدروسيكلون ها در اين زمينه روبه افزايش است.
اصول و طراحي اساسي هيدروسيكلون هاي رايج بيش از ۱۰ سال قدمت دارد. ولي بعد از جنگ جهاني دوم در صنعت كاربرد قابل توجهي يافتند . اين دستگاه ها نخست، در كانه آرايي و معدن كاري مورد استفاده قرار گرفتند ولي اخيرا در صنايع شيميايي ، پتروشيمي ، توليد برقف صنعت نساجي ، صنعت فلز كاري و بسياري صنايع ديگر به خوبي پذيرفته شده اند و كاربرد آن ها در حال گسترش است.
موارد كاربرد هيدروسيكلون عبارتند از: تصفيه ي مايع ، تغليط گلاب ، شستشوي جامدات ، گاز زدايي مايعات ، طبقه بندي جامدات يا سنگجوري با توجه به چگالي يا شكل ذره.
هيدروسيكلون يك جدا كننده يثابت بر مبناي جدايش گريز از مركز كه در بدنه ي مخروطي ـ استوانه اي سيكلون توليد شده ، استواراست . جريان خوراك (باراوليه) كه معمولا به طور مماسي وارد سيكلون شده به ته ريز  و اكثر جامدات را حمل مي كند يا حداقل بخش دانه درشت تر كه هنوز در مقداري مايع معلق مي باشند و سرريز  كه اكثر مايع و بعضي از جامدات دانه ريز را داراست تقسيم بندي مي شود.
قطر  سيكلون هاي انفرادي بين mm 10-5/2  متغير است. حد جدايش اكثر جامدات بين um 250-2  متغير است . دبي (ظرفيت) واحدهاي انفرادي در بين   m3h-1 7200-1/0 مي باشد . افت فشارهاي عملياتي بين bar 6-34/0 تغيير مي كند .      
واحدهاي كوچك تر معمولا نسبت به واحدهاي بزرگ تر در فشار بالاتري عمل مــي كنند. غلظت جامدات ته ريــز كه توسط هيدروسيكلون ها حاصل مــي شود بندرت از ۵۰-۴۵% حجمي با توجه به اندازه و طراحي واحد، شرايط عملياتي و ماهيت جامداتي كه جدا شده اند ، فزوني مي يابد
در كاربرد هيدروسيكلون هايي كه با جدايش ذرات دانه ريز ، كه مشكل ترين ذرات براي جدا كردن مي باشند، درگير هستند، عددهاي رينولدز اغلب كم تر از ۲/۰ به دليل مقادير كم u و x ، مي باشند ، بنابراين فرض قانون استوكز در اينجا مناسب است.
سرعت سقوط شعاعي در يك هيدروسيكلون بر اثر شتاب گريز از مركز مي باشد كه با توان دوم سرعت مماسي ذره متناسب بوده و به طور غير مستقيم با شعاع  موقعيت ذره تناسب دارد. چون حركت مماسي ذره با مخالفت مواجه نمي شود ، سرعت مماسي ذره مساوي مولفه هاي مماسي سرعت سيال  در همان نقطه درنظر گرفته مي شود .
Stk عدد استوكز مي باشد كه نيروهاي اينرسي (منهاي غدطه وري) و نيروهاي هيدروديناميكــي روي ذره را با هم مرتبط مــي كند و به صورت زيــر تعريف مي شود:


گروه بدون بعد مهم ديگري در مشخص كردن ويژگي هاي كارايي هيدروسيكلون ضريب مقاومت مي باشد و به صورت زير بيان مي شود:
هنگامي كه جدايش به وسيله ي غلظت خوراك جامدات تاثير پذير مي شود، غلظت به عنوان يك كسر حجمي گروه بدون بعد مهم ديگري تلقي شده و جدايش ممكن است به وسيله ي نسبت ته ريز ظرفيت تاثير پذير شود:


كه U دبي حجمي ته ريز و Q  دبي خوراك  ميباشد . نهايتا گروه بدون بعدي كه نيروهاي  ثقلي و اينرسي را به هم مرتبط مي كند ، عدد فراد مي باشد.

رفتار تعليق ها
با افزايش غلظت جامدات در تعليق ، فاصله بين ذرات كاهش مي يابد  ذرات با هم برخورد مي كنند . اگر ذرات به طور يكنواخت در تمام تعليق پراكنده نشوند ، تاثير كل ، ممكن است افزايش خالص سرعت ته نشيني  باشد؛ چون جريان  برگشتي  به ذليل جا به جايي حجمي در نواحي اي كه ذرات پراكنده شده اند غالب خواهد شد، اين به ” تشكيل خوشه” معروف  است . در اكثر عمليات ، تعليق هايي كه درات اندازه هاي مشابهي ندارند ، خوشه ها براي مدت  طولاني  دوام نمي آورند تا تاثيري بر رفتار ته نشيني داشته باشند و سرعت  ته نشيني به طور يكنواخت بع افرايش غلظت به دليل اين كه جريان برگشتي به طور يكنواخت  پراكنده شده است كاهش مي يابد.
اين رفتار “سقئط با مانع”  معروف بوده و به سه روش مختلف به دست مي آيد:
۱- به عنوان تصحيح قانون استوكز با وارد كردن يك ضريب افزايشي
۲- به وسيله اختيار كردن  خواص “ظاهري” كه از خواص مايع خالص متفاوت باشد.
۳- از طريق انبساط يك بستر ثابت از يك قسمت اصلاح شده ي معاله ي معروف كارمن – كوزني .
بنابراين مي توان گفت كه هر سه روش فوق نتايج اساسي مشابهي به شكل زير ايجاد مي نمايند:
                                
كه uh سرعت سقوط  با مانع ذره ، u1 سرعت سقوط آزاد ، سقوط بدون مانع ،   كسر حجمي سيال(تخلخل) و(  f( يك ضريب تخلخل است كه مــي تواند شكل هاي مختلفي داشته باشد. رايج ترين و وسيع ترين استفاده ي ضريب تخلخل معادله ي ريچاردسون و زكي به صورت زير است.
  • بازدید : 62 views
  • بدون نظر

خرید ودانلود پایان نامه اصول طراحی هیدروسیکلون های جداکننده  جامد ازمایع درآب وفاضلاب-دانلود رایگان تحقیق اصول طراحی هیدروسیکلون های جداکننده  جامد ازمایع درآب وفاضلاب-دانلود رایگان مقاله اصول طراحی هیدروسیکلون های جداکننده  جامد ازمایع درآب وفاضلاب-دانلود پایان نامه اصول طراحی هیدروسیکلون های جداکننده  جامد ازمایع درآب وفاضلاب

این فایل در ۹۱صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل مواردزیر است:


عمل جداسازي هيدروسيكلون ها بر مبناي تاثير نيروه هاي گريز از مركز كه درون بدنه ي هيدروسيكلون توليد مي شوند، استوار است. به هر حال ، برخلاف گريز از مركزهاي ته نشين  كننده، هيدروسيكلون ها بخش خاي دوراني ندارند و جريان  حلقوي   لازم توسط  پمپاژ سيال به طور مماسي درون بدنه ي استوانه اي – مخروطي ساكن توليد مي شود. شكل ۲-۱ نمودار شماتيك يك هيدروسيكلون با طرح رايج  را نشان مي دهد؛ قسمت فوقانـــي بخش استوانه اي ، يه ويسله ي درپوشي پوشانـده شده است .

 كه از طريق آن لوله ي مايع سرريز (اغلب ديافراگم   ناميده مي شود) تا مسافتـي وارد داهل بدنه ي سيكلون مي شود  ته ريز، كه اكثر جامدات را حمل مي كند از حفره اي   كه در راس   مخروط قرار دارد، سيكلون را ترك مي نمايد.
مايع از طريق يك وروردي مماسي كه ممكن است، سطح مقطع ان دايره اي يا مربع مستطيلي باشد و تا جايــي كه محدوديت هاي طراحي عملياتي اجازه دهند در نزديكـي درپوش فوقانـي جا داده شده و به درون هيدروسيكلون وارد مي شود.
به جـز در ناحيه درونـي و اطراف مجراي ورودي مماسي ، حركت سيال درون بدنه ي سيكلون تقارن دايره اي دارد و به طور شماتيك در شكل ۲-۲ نشان داده است  بيشتر سيالي كه وارد سيلكون مي شود با جريان مارپيچي به داخل قسمت بيروني مخروط معكوس ، جايي  كه آن از همه طرف به سمت مركز هيدروسيكلون  خوراك دهــي مي شود، حركت مــي كند در حالي كه باقي مانده ي جريان جهت عمودي  خود را معكوس نموده و از طريق جريان مارپيچي  داخلــي به سمت بالا حركت مي كند و از ناحيه ي ديافراگـم سيلكون را ترك مي كند.

شكل ۲ ـ ۲ چشم انداز يك هيدروسيكلون كه جريان
گردايي را در داخل آن به طور شماتيك
نشان مي دهد.
در قسمت فوقاني بخش استوانه اي ، يك الگوي جرياني ثانويه اي وجود دارد كه در سرتاسر پوشش  بالايي به سمت قاعده ي  ديافراگم و در طول ديواره ي بيروني لوله حركت مــي كند و در نهايت به سيال  باقي مانده در سرريــز ملحق مي شود، اين جريان ثانوي “مدار ثانوي” “مدار كوتاه”  به دليل وجود درپوش سيلكون و ديواره ي بيروي ديافراگم مي باشد كه سرعت دوراني  را در نزديكي آن كاهش مي دهد و بنابراين نواحي كم مقاومت در برابر جريان از نواحي بيروني با فشار زياد  به سمت نواحي با فشار كم به وجود مي آيد. 
شكل ۲- ۳نمودار ساده ي جريان هاي  محوري و شعاعي در يك  هيدروسيكلون رايج را نشان مي دهد : مدار كوتاهي  كه در بالا  به آن اشاره شد. به وضوح  ديده مي شود . هم چنين  يك يا چند  جريان گردابي چرخشي وجود دارند كه “كلاهك”   ناميده شده  و درشكل ۲-۳ علامت گذاري شده است . كلاهك نقش  نگه دارنده را بين جريان حلقوي  بيروني كه به سمت پايين و جريان  حلقوي  درونــي كه به سمت  بالا حركت مي كنند ايفا مــي كند  . جريان هاي رديابي كلاهك از هر گونه جريان شعاعي از داخل سطح استوانه اي در داخل جريان جلوگيري مي كند كه در اين بخش در اين مورد بيشتر بحث خواهد شد.
 ويژگي مهم  ديگر جريان در هيدروسيكلون ، تشكيل ستون هواي مركزي مي باشد . جريان  قوي  حلقوي ناحيه ي كم فشاري  در مركز  به وجود مي اورد كه معمولا به تشكيل سطح آزاد مايع  در حال  دوران  منجر شده كه به شكل استوانه است  و در تمام طول سيكلون برقرار مي باشد. اگــر يكي از خروجي ها يا هر دو مستقيماً به هواي بيرون متصل شوند، ستون پر از هوا مي شود . هر گونه گاز پخش شده يا حتي  حل  شده ي موجود  در سيال ورودي  نيز به اين ستون مركزي  كه ممكن است حتي  هنگامي كه خروجي ها به هواي بيرون متصل نشده باشند ، وارد شود. به وسيله فشار برگشتي    متوقف شود . ستون  هوا يك پديده ي كاملا  مطلوبي است و بيان گر پايداري جريان حلقوي ]۳[ مي باشد و بايد به صورت مناسبي مستقيم بوده و قطر آن در تمام طول سيكلون ثابت باشد.

۳ ـ ۱٫ توزيع سرعت ها و فشارها
سرعت جريان در يك هيدروسيكلون  معمولا به سه مولفه تجزيه مي شود: مماسي ، محوري و شعاعي . اطلاعات درباره ي توزيه سرعت ها در داخل جريان براي برقرار نمودن مدل تئوريكي فرآيند جدايش و مسلما در اصل، براي شبيه سازي مسيرهاي پرتابي ذرات كه از ان ممكن است پيش بيني هاي بازدهي تئوريكي حاصل شود، مهم مي باشد.
بر اثر جريان حلقوي در هيدروسيكلون ، فشار ساكن به طور شعاعي به سمت بيرون افزايش مي يابد .”اين فشار  ساكن گريز از مركز” اساسا توسط توزيع شرعت هاي مماسي سيال درون جريان به دست مي ايد و سهم عمده اي در افت فشار كل در سرتاسر يك هيدورسيكلون در حال عمليات ، دارد.
بنابــراين ، نتجه مــي گيريم كه توريع سرعت هاي مماسي از اندازه گيـــري هاي ساده ي  فشار ساكن شعاعي محاسبه مي شود . اين ايده در مطالعات اوليه ي توزيع سرعت هاي مماسي در جـريان مايع صاف وجود داشت . در ايــن ] ۳۶[   اولين كسي بود كه رابطه اي بين سرعت مماسي ، vt ، و توزيع فشار شعاعي با فرض اين كه مولفه ي سرعت شعاعي نسبت به مولفه ي مماسي قابل چشم پوشي است، به صورت زير به دست آورد:
( ۲ ـ ۱ )                                                  
رابطه ي فوق براي محاسبه ي سرعت هاي مماسي با توجه به اندازه گيري هي فشار ساكن در مكان هاي مختلف در هيدروسيكلوني كه با مايعات صاف در حال عمليات مي باشد، مورد استفاده قرار مي گيرد.
     توزيع سرعت مماسي اي با اندازه گيري هاي مستقسم جريان توسط كلسال مورد تاييد قرار گرفت. كار كلسال به طور وسيع پذيرفته شده است و نتايج آن در شكل هاي ۲-۴   ، ۲-۵، ۲-۶   به طور كيفي ارائه شده اند اندازه گيري هاي او بر مبناي اشباع كردن جريان آب صاف با ذرات دانه ريز آلومينيوم و با استفاده از ميكـروسكوپ چشمــي مجهز به عدسي هاي شيئي درانــي استوار بودند. مولفه هاي سرعت مماسي در مكان هاي منتخب درون  يك هيدروسيكلون شفاف به قطر mm 76 مستقيماً  اندازه گيري شدند . مولفه هاي سرعت عمودي با اندازه گيري شيب مسيرهاي  ذرات ، نسبت به سطح  افقي به دست آمدند و مولفه هاي سرعت  شعاعي آب از مطالعه ي پيوستگي محاسبه شدند. طراحي سيكلون كلسال تا حدودي منحصر به فرد مي باشد؛ زيرا ديواره ي سيكلون تا مسافتي بالاتر از قسمت تحتاني (قاعده)  ديافراگم مخروطي بوده  و در قسمت استوانه اي سيكلون اندازه گيري اي صورت نگرفته است .

عتیقه زیرخاکی گنج