Hidrosiklon katı partikülleri yoğunluk ya da boyut farklarından yararlanarak sınıflandırmak veya bir sıvıdan ayırmak amacıyla kullanılan bir aygıttır. Bununla birlikte, farklı yoğunluktaki sıvıları birbirlerinden ayırmak için de kullanılır.
Genel Bilgiler
Hidrosiklonlar hiçbir şekilde mekanik parça içermemektedir. Silindrokonik şekilde üretilmekte olup çapı birkaç santimetreden 2.5 metreye kadar değişebilmektedir. Uzunlukları ise çaplarına bağlı olarak 1D2D, 1D3D, 2D2D gibi oranlarla değişmektedir.
Hidrosiklonlar üst silindirik gövde, alt konik gövde, besleme girişi, iri malzeme çıkışı (alt akım), ince malzeme çıkışı (üst akım) olmak üzere 5 kısımdan oluşmaktadırlar.
Hidrosiklonların bir giriş, iki adet de çıkışları vardır. Üst kısımdaki çıkışa ince Malzeme Çıkış Borusu (Vortex Finder-Overflow Reject) alt kısımdaki çıkışa ise iri Malzeme Çıkış Borusu (Apex Orifice-underflow reject) denilmektedir.
Besleme Borusu (1)
Hidrosiklon içinde hiçbir hareketli parça yoktur. Bu sebeple taneciklerin sınıflandırılmasındaki en büyük etkenlerden birisi, teğetsel olarak siklona giren suyun hızıdır. Hız ne kadar fazlaysa, ayrım veya sınıflandırma da o kadar verimli olmaktadır.
İri Malzeme Çıkış Borusu (2)
Çapı en küçük olan parçadır. Aşınmaya dayanıklı,sabit veya değiştirilebilir bir parçadır. Diğer adı alt akımdır. Ilk kez Seydişehir Eti alüminyum fabrikasında Ruslar tarafından kullanılmıştır.
İnce Malzeme Çıkış Borusu (3)
Görevi; sınıflandırılmış olan ince malzemenin hidrosiklondan çıkışını sağlamaktır. En verimli uygulamalar, mümkün olduğunca pürüzsüz, aşınmaya dayanıklı ve silindir şeklinde olan borularla sağlanmıştır.
Çalışma Prensibi
Hidrosiklona giren malzemeye temel olarak çekme ve merkezkaç kuvveti etki etmektedir. Merkezkaç kuvveti, yoğunlukları fazla olan taneleri, hızın daha az olduğu koni iç yüzeyine doğru fırlatmaktadır. Çekme kuvveti sayesinde ise bazı tanecikler düşük basıncın olduğu bölüme doğru hareket ederler.
Bu harekeketin devamı sonucunda, yüksek yoğunlukta malzeme aşağıya doğru hareket ederken, düşük yoğunluktaki malzeme hidrosiklonun orta kısmından yukarı hareket ederek hidrosiklonu terkeder.
Hidrosiklonu Etkileyen Parametreler
Siklona beslenecek malzemenin sürekli aynı koşullarda olması şarttır. Beslenen malzemenin debisi ve siklondaki basınç farkı, ayrımı etkileyen önemli değişkenlerdir. Belirli limitler arasında arttırılan debi, ayırma verimini de arttırabilir. Bunun dışında, besleme malının yoğunluğunun arttırılmasıyla da verim arttırılabilir.
Tasarım ve Hesaplamalar
Bir hidrosiklonun tasarımını etkileyen faktörler şunlardır:
- Ayırma tane boyutu
- Ayırma yüzdesi (Ayrım yapılacak boyutun % kaçının alt akıma, % kaçının üst akıma gideceği)
- Beslenecek pülp malzemedeki katının yoğunluğu
- Hacimce % katı oranı
- Alt ve üst akım arasındaki basınç farkı
- Kullanılacak akışkanın (örneğin: su) yoğunluğu
Bu parametreler ışığında gerekli hesaplamalar ile hidrosiklonun temel tasarım boyutları elde edilebilir. Hidrosiklon tasarım hesaplamaları için daha detaylı bilgiye kaynakçadan ulaşılabilir.