02 Fév LES PRINCIPES DU FONCTIONNEMENT DES HYDROCYCLONES
Les hydrocyclones peuvent être considérés comme des systèmes de filtration différents des autres systèmes de filtration physique les plus courants, tels que la filtration sur lit (filtration en profondeur à faible vitesse), à anneaux ou à tamis (filtration de surface).
Les hydrocyclones également connus sous le nom de cyclones, sont des équipements conçus pour permettre la séparation de particules solides dans un milieu liquide. Ils trouvent de nombreuses applications dans l’industrie minière, alimentaire et chimique et, évidemment, dans l’agriculture où ils sont largement employés comme éléments séparateurs de sable dans des captages principalement souterrains (eau de puits).
La fonction de l’hydrocyclone est la séparation physique de particules ayant un poids spécifique supérieur à celui du fluide grâce à l’effet de la force centrifuge générée par la géométrie de l’hydrocyclone. L’hydrocyclone présente une section cylindrique, suivie d’une section conique.
Il dispose d’une alimentation tangentielle, d’une sortie (vortex) pour le fluide dilué (overflow) et d’une sortie (apex) pour le fluide concentré (underflow) dans la partie inférieure munie d’un réservoir collecteur.
Les particules ont tendance à se déposer et à descendre en raison de la force de gravité, qui l’emporte sur les forces de friction provoquées par l’eau.
Dans une eau sableuse, la formule de Stokes peut être appliquée pour calculer la vitesse de sédimentation de la particule. Selon celle-ci, la vitesse de sédimentation d’une particule est déterminée par le quotient de la différence de densité du solide et du liquide entre une constante et la viscosité du liquide, puis multipliée par la gravité et le rayon de la particule au carré.
Si nous appliquons cette équation pour tous types de sable, les sables les plus grossiers seraient séparés des particules les plus fines en tombant à plus grande vitesse. Pour séparer les éléments les plus fins, les vitesses de sédimentation seraient très lentes et nous aurions donc besoin de surfaces considérables. Selon la formule, on ne pourrait dans ce cas agir sur la gravité qu’en créant un nouveau champ de gravité (les densités, les viscosités, les diamètres du sable et de l’eau seront considérés comme constants).
Dans le but de faire augmenter le « champ de gravité », la géométrie de l’hydrocyclone fait en sorte que les particules les plus grosses (le sable) tournent près de la paroi en raison de l’accélération centrifuge causée par l’hydrocyclone. Le « vortex principal » descend jusqu’à l’extrémité de la partie conique, là où le rétrécissement (apex) produit un « vortex secondaire ». Celui-ci sépare les particules les plus grosses, en laissant les plus fines et l’eau au travers du vortex. Les plus grosses particules (sable) restent accumulées dans le réservoir.
Par conséquent, la géométrie de l’hydrocyclone produit l’accélération qui permet de séparer les particules les plus grosses des plus fines et de l’eau sans avoir besoin de grands bassins de sédimentation.
Les hydrocyclones LAMA sont conçus pour permettre la séparation la plus efficace des particules de sable et sont fabriqués en différentes dimensions et compositions en fonction du débit de travail. Ils constituent une méthode économique pour séparer le sable dans les bassins de captage et ils sont généralement accompagnés d’une autre méthode de filtration pour le fractionnement des particules fines sortant du vortex en fonction de l’application ultérieure d’utilisation.
Le calcul de la longueur du vortex, du diamètre de la partie cylindrique et de l’angle ainsi que de la longueur du cône sont déterminants pour que le système ait le meilleur rendement possible en matière de séparation du sable et qu’il obtienne un fort pourcentage de particules de sable retenues.
Ces systèmes n’ont pas de composants amovibles, de sorte que leur entretien doit se limiter à vider régulièrement le réservoir d’accumulation. Ne pas vider le réservoir est une faute commise très couramment sur les installations, ce qui met en cause son efficacité. Chez LAMA nous proposons de joindre à l’achat des hydrocyclones un kit de nettoyage, grâce auquel les tâches d’entretien seront pratiquement inexistantes. Nos kits se chargent automatiquement de vider ce réservoir de purge, sans besoin de supervision externe.
