ผลของอัตราส่วนการไหลและ ... · 2016-06-15 · การไหลโดยหมุนวนออกทางด้านบนส่วนอนุภาคที่มีความ

417วารสารวจยและพฒนา มจธ. ปท 37 ฉบบท 4 ตลาคม - ธนวาคม 2557

บทคดยอ

งานวจยนเปนการศกษาการใชไฮโดรไซโคลนขนาด100มลลเมตรในการแยกดนออกจากนำาออยในอตสาหกรรม

นำาตาลตวแปรสำาคญทมผลตอประสทธภาพการแยกททำาการศกษาไดแก ขนาดเสนผานศนยกลางทางออกดานลางของ

ไฮโดรไซโคลน อตราการไหลททางเขา และรอยละของดนโดยนำาหนก จากผลการทดลองพบวา เมอขนาดเสนผาน

ศนยกลางทางออกดานลางของไฮโดรไซโคลนเพมขนจะทำาใหอตราสวนการไหลเพมขนแตอตราสวนการไหลจะมคาลดลง

เมออตราการไหลททางเขาเพมขนปรมาณดนไมมผลตออตราสวนการไหลในชวงอตราการไหลตำาๆอตราการไหลเขาท

เพมขนสงผลใหประสทธภาพการแยกลดลงจนถงอตราการไหลวกฤตแตเมอเพมอตราการไหลขนอกจะทำาใหประสทธภาพ

การแยกเพมขนนอกจากนปรมาณดนทเพมมากขนจะทำาใหประสทธภาพการแยกลดลง

คำ�สำ�คญ :ไฮโดรไซโคลน/อตราสวนการไหล/อตราสวนความเขมขน/การแยก/ประสทธภาพ

พชย สรอยสน1 ประธาน วงศศรเวช1*

สำ�นกง�นพฒน�วทย�ศ�สตรและเทคโนโลยแหงช�ต คลองหลวง ปทมธ�น 12120และ ธนต สวสดเสว2

มห�วทย�ลยเทคโนโลยพระจอมเกล�ธนบร 126 แขวงบ�งมด เขตทงคร กรงเทพฯ 10140

* Corresponding author. E-mail : [email protected] ผชวยวจยศนยนาโนเทคโนโลยแหงชาตสำานกงานพฒนาวทยาศาสตรและเทคโนโลยแหงชาต1* นกวจยศนยนาโนเทคโนโลยแหงชาตสำานกงานพฒนาวทยาศาสตรและเทคโนโลยแหงชาต2 ผชวยศาสตราจารยสายวชาเทคโนโลยอณหภาพคณะพลงงานสงแวดลอมและวสด

ผลของอตราสวนการไหลและอตราสวนความเขมขนตอประสทธภาพการแยกของไฮโดรไซโคลนขนาด 100 มลลเมตร

418 วารสารวจยและพฒนา มจธ. ปท 37 ฉบบท 4 ตลาคม - ธนวาคม 2557

Pichai Soison1 Pratarn Wongsarivej1*

National Science and Technology Development Agency, Pathumthani 12120

and Thanit Sawasdisevi2

King Mongkut's University of Technology Thonburi, Bangkok 10140, Thailand.

This study used a 100-mm hydrocyclone to separate soil from sugar cane juice in the sugar industry. The important studied parameters affecting the separation efficiency were underflow diameter of the hydrocyclone, feed flow rate and the percentage of soil by weight. It was found that when the underflow diameter of the hydrocyclone increased, the flow ratio increased. However, the flow ratio decreased when the feed flow rate increased. The amount of soil did not affect the flow ratio. At low feed flow rates, an increase in the feed flow rate resulted in a decrease in the separation efficiency until the critical flow rate had been reached. However, when the feed flow rate further increased, the separation efficiency increased. In addition, increased amount of soil caused a decrease in the separation efficiency.

Keywords : Hydrocyclone / Flow ratio / Concentration ratio / Separation / Efficiency

Abstract

Effects of Flow Ratio and Concentration Ratio on the Separation Efficiency of 100-mm Hydrocyclone

* Corresponding author E-mail : [email protected] Research Assistant, National Nanotechnology Center, National Science and Technology Development Agency.1* Researcher, National Nanotechnology Center, National Science and Technology Development Agency.2 Assistant Professor, Department of Thermal Technology Faculty of School of Environment and Materials.


1. บทนำ� ไฮโดรไซโคลนเปนอปกรณทชวยเพมประสทธภาพการ

แยกลดเวลาและคาใชจายในขนตอนการแยกเนองจาก

ไฮโดรไซโคลนเปนอปกรณทไมมชนสวนเคลอนไหวทำาให

บำารงรกษาไดงายและมราคาถก หลกการแยกของไฮโดร-

ไซโคลนใชหลกการของแรงเหวยงหนศนยกลางเพอแยก

สาร2ชนดขนไปทมความหนาแนนตางกนไฮโดรไซโคลน

จะประกอบดวย2สวนหลกคอทอทรงกระบอกทางตอน

บน และดานลางทมรปทรงกรวย ทอทางเขาของไฮโดร-

ไซโคลนถกตดตงกบสวนบนซงอยในแนวเสนสมผสกบผนง

ภายในทรงกระบอกสวนทอทางออกของสารมอย2ทาง

ไดแกทางออกดานบน(Overflow)และทางออกทางดาน

ลาง(Underflow)เมอของผสมถกปอนเขาสไฮโดรไซโคลนผานทอทางเขาดวยความเรวสงในแนวสมผสจะกอใหเกด

การไหลแบบหมนวนลงมาทางดานลางลกษณะการไหลน

จะกอใหเกดแรงเหวยงหนศนยกลาง ซงของเหลวในทน

คอนำาออยทมความหนาแนนนอยกวาจะเปลยนทศทาง

การไหลโดยหมนวนออกทางดานบนสวนอนภาคทมความ

หนาแนนมากกวาในกรณนคอดนจะถกผลกใหไปตดผนง

ของไฮโดรไซโคลนและหมนตดผนงไปเรอยๆ จนถงทาง

ออกดานลางของไฮโดรไซโคลน[1]

อตราสวนการไหลเปนตวแปรสำาคญในการศกษา

ประสทธภาพและการคดขนาดของอนภาคในไฮโดร-

ไซโคลน ซงไดมผวจยโดยใชไฮโดรไซโคลนขนาด 10

มลลเมตรในการพฒนาสมการของประสทธภาพโดยศกษา

ผลของอนภาคขนาดเลกของซลกาทเคลอนทไปพรอม

กบนำา ซงพบวาเมออตราการไหลเขาเพมขน อตราสวน

ความเขมขน(Concentrationratio,C)จะมคาเพมขน

แตขนาดตด (Cut size, d50) และอตราสวนการไหล

(Flowratio,Rf)ทไดจะมคาลดลง[2]นอกจากนยงมผ

ศกษาถงผลของสดสวนขนาดเสนผานศนยกลางทางออก

ดานบนตอเสนผานศนยกลางทางออกดานลางทมตอ

อตราสวนการไหลโดยใชไฮโดรไซโคลนชนดแยกของแขง

ออกจากของเหลวซงพบวาทอตราการไหลคงทเมอเสน

ผานศนยกลางทางออกดานลางมขนาดเลกลง อตราสวน

การไหลจะมคาลดลงโดยมความสมพนธในรปของสมการ

ยกกำาลง (Power function) ทมคาสมประสทธของ

ตวแปรอสระเปนลบ [3]เชนเดยวกบการใชไฮโดรไซโคลน

ขนาด 10 มลลเมตรทใชแยกยสตออกจากนำาเกลอ ซง

พบวาเมอเสนผานศนยกลางทางออกดานลางมขนาด

เลกลง อตราสวนการไหลจะมคาลดลงเชนเดยวกน [4]

ดงนนเพอใหการนำาไฮโดรไซโคลนมาประยกตใชแยกดน

ออกจากนำาออยไดอยางมประสทธภาพในงานวจยนจงได

ศกษาผลของตวแปรสำาคญทสงผลตอประสทธภาพการ

แยกไดแก ขนาดเสนผานศนยกลางทางออกดานลางของ

ไฮโดรไซโคลนอตราการไหลททางเขาและรอยละของดน

โดยนำาหนก พรอมทงเสนอการพจารณาตวแปรเพมเตมท

ควรใชประกอบในการหาประสทธภาพการแยกของไฮโดร-

ไซโคลน

2. วตถประสงคของก�รวจย 1. เพอศกษาผลของขนาดเสนผานศนยกลางทางออก

ดานลางอตราการไหลเขาและปรมาณดนทมตออตราสวน

การไหล

2. เพอศกษาผลของอตราการไหลเขาและปรมาณดน

ทมตอประสทธภาพการแยก

3. เพอศกษาผลของอตราสวนการไหลและอตราสวน

ความเขมขนทมตอประสทธภาพการแยก

3. วธก�รดำ�เนนก�รวจย 3.1 ไฮโดรไซโคลน

ไฮโดรไซโคลนทใชในการทดลองนเปนประเภท

ทใชแยกของแขงออกจากของเหลวมขนาดเสนผาน

ศนยกลาง100มลลเมตรออกแบบโดยใชอตราสวนของ

ขนาดตามงานวจยทมผศกษามากอน [5] โดยมรปและ

ตารางแสดงขนาดและอตราสวนตางๆของไฮโดรไซโคลน

ตามรปท1และตารางท1ตามลำาดบ


Do

Di

Dc

Du

Cone angle (o)

I

L

รปท 1ขนาดในสวนตางๆของไฮโดรไซโคลน

Di / Dc Do / Dc Du / Dc I / Dc L / Dc θ

0.2 0.16 0.2 1.0 7.68 7.68

ต�ร�งท 1อตราสวนขนาดตางๆของไฮโดรไซโคลน

เมอ

Dc คอเสนผานศนยกลางของไฮโดรไซโคลน

(Hydrocyclonediameter)

Di คอขนาดเสนผานศนยกลางทางเขา (Inlet

diameter)

Do คอขนาดเสนผานศนยกลางทางออกดานบน

(Overflowdiameter)

Du คอขนาดเสนผานศนยกลางทางออกดาน

ลาง(Underflowdiameter)

l คอความยาวของทางออกดานบนทยนเขา

มาภายในไฮโดรไซโคลน(Vortexfinder

length)

L คอความยาวของไฮโดรไซโคลน(Hydrocy-

clonelength)

θ คอมมของกรวย(Coneangle)

3.2 อปกรณประกอบก�รทดลอง

แผนภาพและชดอปกรณการทดลองไฮโดรไซโคลน

แสดงไวดงรปท 2 และ 3 ตามลำาดบ อปกรณทใชใน

งานวจยประกอบดวย ถงสำาหรบบรรจสารทดลองขนาด

40ลตรตดตงเกจวดความดนเพอวดความดนของกระแส

ของของไหลขาเขาปมจะดดนำาออยผสมดนทอยในถงโดย

มอนเวอรเตอรเปนตวควบคมความถ (Hz) ทจายเขาปม

เพอปรบอตราการไหลของของผสมตามทตองการ ของ

ผสมจะไหลไปตามทอผานเครองวดอตราการไหลและเกจ

วดความดนเขาสไฮโดรไซโคลนททางเขาในแนวสมผสของ

ไฮโดรไซโคลน ของผสมทผานการหมนวนภายในไฮโดร

ไซโคลนแลวจะไหลออกททางออก 2 ทาง คอ ทางออก

ดานบน(Overflow)และทางออกดานลาง(Underflow)

ของผสมทง2กระแสจะไหลหมนเวยนกลบลงสถงททาง

ออกดานลางของไฮโดรไซโคลนจะมวาลวสำาหรบปรบอตรา


การไหล ทำาใหสามารถควบคมอตราการไหลของทางออก

ดานลางได นอกจากนยงมเครองกวนสำาหรบผสมนำาออย

สงเคราะหกบดนใหกระจายแขวนลอยอยางสมำาเสมอรวม

ถงมชดหลอเยนดวยนำาเพอควบคมอณหภมของของผสม

ในถงใหคงทท30องศาเซลเซยส

รปท 2แผนภาพชดทดลองไฮโดรไซโคลน

27

3

4

5

1

6

1. ไฮโดรไซโคลน2. ถงผสมสารทดลอง3. ใบพดควบคมความเรวรอบ4. เกจวดความดน5. ปมหอยโขง6. อนเวอรเตอร7. ชดทำความเยน

Inverter

รปท 3ชดอปกรณการทดลองไฮโดรไซโคลน


3.3 วธดำ�เนนก�รวจย

ในการเตรยมสารทดลองประกอบดวยขนตอน

ตางๆดงน1)ขนตอนการเตรยมดนนำาดนไปอบท100

องศาเซลเซยส นาน 24 ชวโมงเพอไลความชนแลวนำา

มาบดใหมขนาดเลกลงกอนนำาเขาสเครองรอนคดขนาด

18 mesh เพอแยกเอาดนเฉพาะทมขนาดเลกกวา 1

มลลเมตร 2) ขนตอนการเตรยมนำาตาลทรายดบทำาโดย

นำานำาตาลทรายดบเขาอบทอณหภม 70 องศาเซลเซยส

นาน 24 ชวโมงเพอไลความชน 3) ขนตอนการเตรยม

นำาออยสงเคราะห นำานำาตาลทรายดบทผานการอบแลว

3.53 กโลกรม ผสมกบนำา 20 ลตรในถงทดลอง เปด

เครองกวนใหนำาตาลทรายดบละลายจนหมดจะไดนำาออย

สงเคราะหทมความหวาน15Brixซงใกลเคยงกบความ

หวานของนำาออยในโรงงานนำาตาล4)ขนตอนการเตรยม

นำาออยสงเคราะหผสมดนในปรมาณตางๆ นำาดนทเตรยม

แลว 0.237 และ 0.480 กโลกรม เทลงในถงทดลองทเตรยมนำาออยสงเคราะหไวแลวเปดเครองกวนทความเรว

รอบ480รอบตอนาท เพอกวนใหดนกระจายแขวนลอย

อยางสมำาเสมอซงเปนการจำาลองลกษณะสมบตของ

สารทดลองใหใกลเคยงกบนำาออยทมดนปนอยทหบไดจาก

โรงงานนำาตาลจะไดนำาออยสงเคราะหผสมดนในอตราสวน

รอยละ1และ2โดยนำาหนก(1wt%และ2wt%soil)

ในการศกษาผลของขนาดเสนผานศนยกลางทางออกดาน

ลางทมตออตราสวนการไหลทอตราการไหล 3 ลกบาศก

เมตรตอชวโมง โดยปรบวาลวทอยดานลางของไฮโดร-

ไซโคลนใหมขนาดเสนผานศนยกลางตางๆ คอ 5 5.5

6 6.5 และ 7 มลลเมตร เดนปมนำาและปรบคาความถ

ไฟฟาดวยอนเวอรเตอร ในการวดอตราการไหลทำาโดย

นำาบกเกอรมาตวงวดปรมาตรของนำาทไหลออกจากไฮโดร-

ไซโคลนทงทางดานบนและลางเทยบกบเวลาโดยใชนาฬกา

จบเวลาหากปรมาตรนำาทไดนอยหรอมากกวาทตองการให

ปรบความถของอนเวอรเตอรจนกระทงไดอตราการไหลท

ตองการ บนทกปรมาตรทตวงไดนำามาคำานวณอตราสวน

การไหล จากนนเปลยนขนาดเสนผานศนยกลางทางออก

ดานลางทขนาดอนๆ ทำาซำาในการปรบคาความถและวด

ปรมาตรนำาทออกจากไฮไดรไซโคลนทงดานบนและดาน

ลาง

ในการศกษาผลของอตราการไหลเขาของนำาออย

สงเคราะหและปรมาณดนทมตออตราสวนการไหลและ

ประสทธภาพการแยกทำาโดยเตรยมนำาออยสงเคราะหผสม

ดนรอยละ1และ2ทำาการทดลองทอตราการไหล23

4 และ 5 ลกบาศกเมตรตอชวโมง ปรบวาลวใหมขนาด

เสนผานศนยกลางทางออกดานลาง 7มลลเมตรบนทก

ปรมาตรทตวงไดนำามาคำานวณอตราสวนการไหล สำาหรบ

การวเคราะหประสทธภาพการแยกทำาการเกบตวอยาง

นำาออยสงเคราะหในถงและทผานการแยกดวยไฮโดร-

ไซโคลนแลวทงทางดานบนและดานลางตวอยางละ 100

มลลลตร นำาตวอยางมากรองดวยเครองกรองแบบลด

ความดน ระหวางการกรองทำาการฉดนำากลนเพอลางเอา

นำาออยออกจากดนใหหมดนำากระดาษกรองและดนทผาน

การลางแลวไปอบเพอไลความชนทอณหภม 100 องศา

เซลเซยส เปนเวลา 24 ชวโมง ชงนำาหนกดวยเครอง

ชงทมความละเอยด 0.0001 กรม บนทกนำาหนกทชงได

ทำาการอบและชงจนกวานำาหนกกระดาษกรองและดนทได

ไมเปลยนแปลง สำาหรบการหาขนาดและการกระจาย

ขนาดของดนทำาโดยเกบตวอยางนำาออยสงเคราะหในถง

และทผานการแยกดวยไฮโดรไซโคลนแลวทงทางดานบน

และดานลางตวอยางละ30มลลลตรนำาไปวเคราะหดวย

เครองมอวดขนาดอนภาคMastersizer (2000)สำาหรบ

การคำานวณประสทธภาพการแยก (Separation effi-

ciency,Eff)สามารถคำานวณไดจากสมการท1

(1)

เมอ mu = QuCu (2)

mf = QfCf (3)

แทนสมการ(2)และ(3)ในสมการท(1)จะได

(4)

จากอตราสวนการไหลคอ

(5)


และอตราสวนความเขมขนคอ

(6)

แทนสมการ(5)และ(6)ลงในสมการท(4)จะได

Eff = RfC (7)

เมอ muคออตราการไหลเชงมวลของดนททางออกดาน

ลาง(กรมตอวนาท)

mf คออตราการไหลเชงมวลของดนททางเขา

(กรมตอวนาท)

Qu คออตราการไหลของของผสมททางออกดาน

ลาง(มลลลตรตอวนาท)

Qf คออตราการไหลของของผสมททางเขา

(มลลลตรตอวนาท)

Cu คอความเขมขนของดนในของผสมททางออก

ดานลาง(กรมตอมลลลตร)

Cf คอความเขมขนของดนในของผสมททางเขา

(กรมตอมลลลตร)

4. ผลก�รวจยและก�รวเคร�ะหผล 4.1 ผลของขน�ดเสนผ�นศนยกล�งท�งออกด�นล�ง

ทมตออตร�สวนก�รไหล

เมอทำาการศกษาผลของขนาดเสนผานศนยกลาง

ทางออกดานลางทมตออตราสวนการไหลโดยใชไฮโดร-

ไซโคลนขนาดเสนผานศนยกลาง100มลลเมตรทอตรา

การไหลของนำาททางเขา3ลกบาศกเมตรตอชวโมงโดย

ศกษาผลของขนาดเสนผานศนยกลางทางออกดานลางคอ

55.566.5และ7มลลเมตรพบวาเมอขนาดเสนผาน

ศนยกลางทางออกดานลางมขนาดใหญขนอตราสวนการ

ไหลจะมคามากขนดงแสดงความสมพนธของอตราสวน

การไหลทขนาดเสนผานศนยกลางทางออกดานลางขนาด

ตางๆ ในรปท 4 เนองจากเมอขนาดเสนผานศนยกลาง

ทางออกดานลางมขนาดใหญขนของเหลวสามารถไหล

ออกทางดานลางไดสะดวกขนสงผลใหอตราการไหลทออก

ทางดานลางมอตราการไหลสงขนในขณะทขนาดทางออก

ดานบนมขนาดเทาเดมอตราการไหลททางออกดานบนจง

มอตราการไหลเทาเดมดงนนเมอนำามาคำานวณอตราสวน

การไหลจงพบวามอตราสวนการไหลทเพมมากขน

0.1

0.09

0.08

0.07

0.06

0.05

0.04

0.03

0.02

0.01

04.5 5 5.5 6

Underflow diameter, Du [mm]6.5 7 7.5

Flow

ratio,

Rf [-

]

Dc 100 mmQf 3 m3/hrwater only

รปท 4 อตราสวนการไหลทขนาดเสนผานศนยกลางทางออกดานลางขนาดตางๆ

ทอตราการไหลททางเขา3ลกบาศกเมตรตอชวโมง


4.2 ผลของอตร�ก�รไหลทท�งเข�ทมตออตร�สวน

ก�รไหล

เมอทำาการศกษาผลของอตราการไหลททางเขาทม

ตออตราสวนการไหลโดยใชไฮโดรไซโคลนขนาดเสนผาน

ศนยกลาง100มลลเมตรและขนาดเสนผานศนยกลาง

ทางออกดานลาง 7 มลลเมตร ทอตราการไหลททางเขา

ของนำาออยสงเคราะห 2 3 4 และ 5 ลกบาศกเมตร

ตอชวโมง พบวาเมออตราการไหลททางเขามอตราสงขน

อตราสวนการไหลจะมคาลดลง การลดลงของอตราสวน

การไหลนจะลดลงอยางรวดเรวในชวงอตราการไหลมคา

นอยๆ แตการลดลงของอตราสวนการไหลนจะมคานอย

ลงและเกอบคงทเมออตราการไหลมคาสงขนโดยเฉพาะใน

ชวงอตราการไหล 4 ถง 5 ลกบาศกเมตรตอชวโมง จะ

มอตราสวนการไหลเทากบ0.09ถง0.1ดงแสดงความ

สมพนธระหวางอตราสวนการไหลและอตราการไหลตางๆ

ในรปท 5 เนองจากในกรณทอตราการไหลมคานอยของ

ผสมสามารถไหลออกทางดานลางไดทนเทยบกบอตรา

การไหลของของผสมทไหลเขาไฮโดรไซโคลน แตในกรณ

ทอตราการไหลททางเขามคาสงขนของผสมจะไมสามารถ

ไหลออกทางดานลางของไฮโดรไซโคลนไดทนของผสม

บางสวนจะถกแรงดนภายในไฮโดรไซโคลนผลกดนให

ไหลออกทางดานบนของไฮโดรไซโคลนดวยเหตนจงทำาให

อตราสวนการไหลมคานอยลงเมออตราการไหลททางเขา

มคามากขน

4.3 ผลของปรม�ณดนทมตออตร�สวนก�รไหล

เมอทำาการศกษาผลของปรมาณดนทมตอ

อตราสวนการไหลโดยใชไฮโดรไซโคลนขนาดเสนผาน

ศนยกลาง100มลลเมตรและขนาดเสนผานศนยกลาง

ทางออกดานลาง7มลลเมตรทำาการทดลองทปรมาณดน

รอยละ1และ2พบวาเมอดนมปรมาณสงขนอตราสวน

การไหลจะมคาแตกตางกนเพยงเลกนอยเนองจากการ

เปลยนแปลงความหนดของสารทเพมขนจาก 0.002389

เปน 0.002455 กโลกรมตอเมตรวนาทในกรณทมดน

รอยละ1และ2ตามลำาดบมคาไมแตกตางกนทอตรา

การไหล5ลกบาศกเมตรตอชวโมงการทดลองโดยใชดน

รอยละ1และ2จะใหอตราสวนการไหลเทากบ0.089

และ0.094ตามลำาดบดงแสดงในรปท5

0.2

0.18

0.16

0.14

0.120.1

0.08

0.06

0.04

0.02

00 1 2 3

Feed flow rate, Qf [m3/hr]4 5 6

Flow

Ratio

, Rf [-

]

Dc 100 mmDu 7 mm

1 wt% soil2 wt% soil

รปท 5อตราสวนการไหลทอตราการไหลตางๆทขนาดเสนผานศนยกลาง

ทางออกดานลาง7มลลเมตรปรมาณดนรอยละ1และ2โดยนำาหนก


4.4 ผลของอตร�ก�รไหลทท�งเข�ทมตอประสทธภ�พ

ก�รแยก

เมอทำาการศกษาผลของอตราการไหลททางเขา

ทมตอประสทธภาพการแยกโดยใชไฮโดรไซโคลนขนาด

เสนผานศนยกลาง 100 มลลเมตร และขนาดเสนผาน

ศนยกลางทางออกดานลาง7มลลเมตรทอตราการไหล

ททางเขาของนำาออยสงเคราะห234และ5ลกบาศก-

เมตรตอชวโมง จากผลการทดลองพบวาในชวงอตรา

การไหล 2 ถง 4 ลกบาศกเมตรตอชวโมง เมออตรา

การไหลททางเขามอตราสงขนประสทธภาพการแยกจะ

มคาลดลง อยางไรกตามในชวงอตราการไหล 4 ถง 5

ลกบาศกเมตรตอชวโมง เมออตราการไหลททางเขาม

อตราสงขนประสทธภาพการแยกจะมคาเพมขนดงแสดง

คาประสทธภาพการแยกทอตราการไหลตางๆในรปท6

รปท 6ประสทธภาพการแยกทอตราการไหลตางๆทขนาดเสนผานศนยกลาง


50

45

4035

3025

20

15

10

5

00 1 2 3


Sepe

ration

Effic

iency

, Eff

[%]

Dc 100 mmDu 7 mm


เนองจากประสทธภาพการแยกคำานวณไดจาก

อตราสวนการไหลและอตราสวนความเขมขนดงแสดงใน

สมการท 7 เมอพจารณารปท 5 เพมเตมจะเหนวาเมอ

อตราการไหลเพมขนจะสงผลใหอตราสวนการไหลมคา

ลดลงอยางมากในชวงอตราการไหลตำาๆ และอตราสวน

การไหลจะเรมคงทในชวงอตราการไหล4ถง5ลกบาศก-

เมตรตอชวโมง อยางไรกตามการเพมขนของอตราการ

ไหลนจะสงผลใหความเขมขนดนทไดจากทางออกดานลาง

เพมขนดวยอนเนองมาจากความเรวขาเขาของดนและ

แรงเหวยงหนศนยกลางทมากขน ความสมพนธระหวาง

อตราสวนความเขมขนและอตราการไหลตางๆ แสดงไว

ในรปท 7 การเพมขนของอตราการไหลในชวง 2 ถง

4 ลกบาศกเมตรตอชวโมง จะทำาใหอตราสวนการไหล

มคาลดลงอยางมากในขณะทอตราสวนความเขมขนดน

ทไดจากทางออกดานลางมคาเพมขนเพยงเลกนอยดงนน

ผลของอตราสวนการไหลทลดลงจงมมากกวาผลของการ

เพมขนของความเขมขนดนสงผลใหประสทธภาพการแยก

ทคำานวณไดมคาลดลงและมคาตำาสดทอตราการไหล 4

ลกบาศกเมตรตอชวโมง นอกจากนการเพมขนของอตรา

การไหลในชวง 4 ถง 5 ลกบาศกเมตรตอชวโมง สง

ผลใหอตราสวนการไหลมคาลดลงเลกนอยจนเกอบคงท

แตความเขมขนดนทไดจากทางออกดานลางมคาเพมสง

ขนอยางเหนไดชด ดงนนในชวงอตราการไหล 4 ถง 5

ลกบาศกเมตรตอชวโมง ผลของอตราสวนการไหลทลดลง

จงนอยกวาผลของการเพมขนของความเขมขนดนสงผลให

ประสทธภาพการแยกกลบมคาเพมมากขน


รปท 7อตราสวนความเขมขนดนทอตราการไหลตางๆทขนาดเสนผานศนยกลาง


4.5

4

3.5

3

2.5

2

1.5

1

0.5

00 1 2 3


Conc

entra

tion r

atio, C

[-]

Dc 100 mmDu 7 mm


4.5 ผลของปรม�ณดนทมตอประสทธภ�พก�รแยก

จากรปท 6 เมอทำาการศกษาผลของปรมาณดน

ทมตอประสทธภาพการแยกโดยใชไฮโดรไซโคลนขนาด

เสนผานศนยกลาง 100 มลลเมตร และขนาดเสนผาน

ศนยกลางทางออกดานลาง 7 มลลเมตร ทปรมาณดน

รอยละ 1 และ 2 พบวากรณผสมดนรอยละ 1 ม

ประสทธภาพการแยกดกวากรณผสมดนรอยละ 2 ในทก

อตราการไหลเขาเนองจากปรมาณดนทเพมขนทำาใหเกด

โอกาสการชนกนของอนภาคดนมมากขนสงผลใหอนภาค

ดนแยกออกจากนำาออยไดยากขนเนองจากมแรงตานทาน

การไหลมากกวาจงทำาใหประสทธการแยกลดลง[6]

5. สรปและอภปร�ยผล จากผลการวจยซงเปนการทดลองโดยใชไฮโดรไซโคลน

ขนาด 100 มลลเมตร ในการแยกดนออกจากนำาออย

ตวแปรทไดศกษาไดแกขนาดเสนผานศนยกลางทางออก

ดานลางของไฮโดรไซโคลนอตราการไหลและความเขมขน

ดน ซงตวแปรทงสามสงผลตออตราสวนการไหลและ

ประสทธภาพการแยกของไฮโดรไซโคลน เมอขนาดเสน

ผานศนยกลางทางออกดานลางของไฮโดรไซโคลนเพมขน

อตราสวนการไหลจะเพมขนแตเมออตราการไหลททางเขา

มคาสงขนจะทำาใหอตราสวนการไหลมคาลดลง ปรมาณ

ดนจะไมมผลตออตราสวนการไหลเนองจากความหนดท

แตกตางกนอยางไมมนยสำาคญ

สงทนาสนใจคอปรมาณดนทแตกตางกนนจะสงผล

อยางชดเจนตอประสทธภาพการแยกปรมาณดนรอยละ1

จะใหประสทธภาพการแยกสงกวาปรมาณดนรอยละ2ใน

ทกอตราการไหลเขาทศกษาเนองจากปรมาณดนทเพมขน

ทำาใหเกดโอกาสการชนกนของอนภาคดนมมากขนสงผล

ใหดนแยกออกจากนำาออยไดยากขนจงทำาใหประสทธการ

แยกลดลง อตราการไหลททางเขาทเพมขนในชวงอตรา

การไหลตำาๆ จะทำาใหประสทธภาพการแยกลดลงและจะ

มประสทธภาพการแยกตำาสดทอตราการไหล4ลกบาศก-

เมตรตอชวโมง สำาหรบอตราการไหลททางเขาทเพมขน

ในชวงอตราการไหลสงๆ จะทำาใหประสทธภาพการแยก

สงขน ดงนนการพจารณาวาทอตราการไหลใดจะให

ประสทธภาพการแยกสงสดจงควรพจารณาทงอตราสวน

การไหลและอตราสวนความเขมขนรวมกนเพราะทอตรา

การไหลตำามากๆ แมวาจะมประสทธภาพการแยกสงแต

อตราสวนการไหลทไดกมคาสงเชนกนสงผลใหมนำาออย

สญเสยททางออกดานลางมากขน อยางไรกตามการเพม

อตราการไหลหรอลดขนาดเสนผานศนยกลางทางออก

ดานลางเพอใหสญเสยนำาออยนอยทสดนนจะเปนการ

สนเปลองพลงงานทตองจายใหกบปมและอาจเกดปญหา


การสะสมหรออดตนของดนททางออกดานลางสงผลให

ดนเกดการเคลอนทยอนกลบออกไปทางดานบนของ

ไฮโดรไซโคลนซงทำาใหประสทธภาพการแยกลดลงและ

ทำาใหความดนในระบบสงขน

6. กตตกรรมประก�ศ ขอขอบคณศนยเทคโนโลยโลหะและวสดแหงชาต

สำานกงานพฒนาวทยาศาสตรและเทคโนโลยแหงชาต ท

เออเฟอเครองวดขนาดอนภาคในงานวจยครงน

7. เอกส�รอ�งอง 1.Therdthianwong,A., 1997, “ParticleSepa-

rationandClassificationofHydrocyclone”,KKU

Engineering Journal,Vol.2,No.25,pp.79.(inthai)

2.Frachon,M.,Cilliers,J.J.,1999,“AGeneral

ModelforHydrocyclonePartitionCurves”Chemical

Engineering Journal,Vol.73,No.1,pp.53-59. 3.Sahin, F.K., Yildirim, O.G., 2011, “The

EffectofConeRatioontheSeparationEfficiency

of Small Diameter Hydrocyclone”, International

Journal of Mineral Processing,Vol.98,No.3-4,

pp.163-167.

4.Cilliers, J.J., Diaz-Anadon, L., Wee, F.S.,

2004,“Temperature,ClassificationandDewatering

in10mmHydrocyclones,Minerals Engineering”,

Vol.17,No.5,pp.591-597.

5.Wongsirivej, P., Tanthapanichakoon, W.,

Yoshida, H., 2005, “Classification of Silica Fine

ParticlesUsing aNovel ElectricHydrocyclone”,

ScienceandTechnologyofAdvancedMaterials,

Vol.6,No.3-4,pp.364-369.

6.Saengchan,K.,Nopharatana,A.andSong-

kasiri,W.,2009,“Enhancementoftapiocastarch

separationwithahydrocyclone:effectsofapex

diameter,feedconcentration,andpressuredrop

ontapiocastarchseparationwithahydrocyclone”

ChemicalEngineeringandProcessing,Vol.48,No.

1,pp.195-202.

Documents

ผลของอัตราส่วนการไหลและ ... · 2016-06-15 · การไหลโดยหมุนวนออกทางด้านบนส่วนอนุภาคที่มีความ