Протэк’21 ite’21

r
к
= 2 см; 

высота конической части гидроциклона Н
2
= 285 мм = 28,5 см; 

высота коаксиального цилиндра h = 2/3Н
2
= 2/3

28,5 = 19 см; 

ускорение свободного падения g =9,81 м/c = 981 см/с. 
Рассчитаем коэффициент тангенциальной скорости в гидроциклоне: 
φ
х
= 22,3 
𝑆
𝑛
∗

0,3
d
с
∗D
= 22,3 
0,9∗0,21
0,3
2∗6

1,05. 
Теперь можно определить тангенциальную скорость: 
v
t
= 
𝐷∗ 𝜑
х
∗ 𝑄

∗d
𝑛
2
= 
6∗1,05∗833
3,14∗1,1
2
= 1381,24 см/с = 13,81 м/с. 
Определим радиальную скорость жидкости: 
v
r
= D / (2 * 

* d
с
* h) = 833 / (2

2

19) = 3,49 см/с = 3,49 

10 
–10 
м/с. 
Зная тангенциальную скорость, можно определить фактор разделения для 
данного гидроциклона: 
Ф
р
= 
𝑣
𝑟
2
2∗𝑔
= 
1381,24 
2
2∗981

972. 
Фактор разделения показывает во сколько раз скорость перемещения 
частицы взвеси в поле центробежных сил превышает скорость осаждения еѐ 
под действием силы тяжести. 
Рассчитаем диаметр граничного зерна гидроциклона для очистки сточных 
ливневых вод. 
Исходные данные: 

плотность частицы
 

т
= 

ч
= 2,7 г/см
3
= 2,7

10
3
кг/м
3
; плотность 
жидкости
 

ж
=

в
= 0,9982 г/см
3
= 1

10
3
кг/м
3
; динамическая вязкость 
исходной смеси 

в
= 1,307

10 
–3
Н

с/м
2
(при t = 100 ºС); 

расход исходной смеси Q = 8,33

10 
–4
м
3
/с; 

D = 60 мм 
– 
диаметр цилиндрической части гидроциклона; 

d
п
= 11 мм 
– 
диаметр питающего патрубка гидроциклона; 

Н
1
= 59 мм 
– 
длина цилиндрической части гидроциклона; 

площадь питающего отверстия гидроциклона
:
S
n
= 

* d
п
2/4 = 

*0,0112/4 = 9,5

10
-5
м
2
; 

усредненная скорость потока в питающем патрубке: 
v
вх
= Q/S
n
= 
83,3∗ 10
−5
9,5∗ 10
−5
= 8,8 м/c; 

---

231 
ПРОТЭК’21 ITE’21 

тангенциальная скорость: 
v
te
= 3,1*v
вх
(d
п
/D)*(H
1
/D)
-0,32
=3,1

8,8

(0,011/0,06) 

т(0,059/0,06)
-0,32

5,03 
м/с. 
Диаметр граничного зерна гидроциклона: 

=1,65*d
n

𝑙∗𝑣
𝑡𝑒

𝑚
−

ж
=1,65*0,011
0,001307
0,3∗ 5,03 2700− 1000 
=12,95*10
-6
м

13 мкм. 
Недостатком этого метода определения разделяющей способности 
является условность понятия граничного зерна разделения, так как в 
осветлѐнный поток могут уноситься частицы крупнее 

, а в нижний – мельче. 
Кроме того, метод не позволяет рассчитать гранулометрический состав частиц 
в выходящих из гидроциклона потоках. 
В результате проведения расчѐта, получили хорошую разделяющую 
способность гидроциклона, диаметр граничного зерна составляет 

= 13 мкм. 
Рассчитанный гидроциклон имеет такую же производительность как и 
тонкослойный отстойник, применяемый на предприятии, остаточная 
концентрация взвешенных веществ (после очистки в гидроциклоне составляет 
10–50 мг/л, что сравнимо с остаточной концентрацией после очистки в 
тонкослойном отстойнике (18–33 мг/л) при исходной концентрации 
взвешенных веществ 800 мг/л (по данным производителей оборудования). При 
этом тонкость очистки воды в рассчитанном гидроциклоне очень высока – 
диаметр граничного зерна составляет 

= 13 мкм. 
Таким образом, можно рекомендовать использовать систему параллельно 
включѐнных гидроциклонов для механической очистки атмосферных сточных 
вод предприятия. Подключение одного или нескольких гидроциклонов 
позволяет регулировать производительность системы очистки. 
Для автоматизации процесса очистки атмосферных сточных вод 
необходимо контролировать уровень воды в аккумулирующей емкости, 
измерение проводится при помощи специального датчика, подающего сигнал, 
когда сточная вода достигнет определенного уровня.