ارزيابي عملكرد هيدروسيكلون‌هاي مختلف در حذف ماسه از آب چاه (مطالعه‌ي آزمايشگاهي)

Performance Investigation of Different Hydrocyclones in Sand Removal from Water Wells: A Laboratory Study

در اين مقاله، ضمن بررسي ميزان ماسه‌دهي سه چاه سطح شهر مشهد در زمان‌هاي مختلف يك روزكاري، از نتايج آن‌ها در بررسي و بهينه‌سازي هيدروسيكلون‌هاي مورد آزمايش استفاده شده است. براي اين منظور 18 هيدروسيكلون مختلف بر اساس طراحي آزمايش با روش تاگوچي و بر اساس متغيرهاي تأثيرگذار طراحي و آزمايش گرديد. اين متغيرها شامل قطر ورودي، قطر سرريز، قطر ته‌ريز، قطر بدنه‌ي هيدروسيكلون، ارتفاع بخش استوانه‌اي، ارتفاع كل و نيز ارتفاع ديافراگم بودند. براي بهينه‌سازي، از غلظت حداكثري مشاهده شده در نمونه‌هاي اخذ شده از چا‌ه‏ هاي سطح شهر معادل 100 ميلي‏گرم بر ليتر استفاده شد. نتايج هيدروسيكلون بهينه در مقياس آزمايشگاهي در دو تكرار نشان داد كه راندمان جرمي حذف جامدات، بالغ بر 1/1±2/97 درصد بوده است. در اين شرايط، نسبت قطر ورودي و قطر سرريز به قطر هيدروسيكلون مشابه و معادل 225/0 و قطر ته‌ريز به آن معادل 15/0 تعيين شد. هم‏چنين نسبت ارتفاع بخش استوانه‌اي و ارتفاع ديافراگم به ارتفاع كل هيدروسيكلون نيز به ترتيب 12/0 و 08/0 تعيين گرديد.

This study investigates the amount of suspended solid particles in three drinking water wells, conducted several times per day in the city of Mashhad. The results have also been used for the review and optimization of tested hydrocyclones. For this purpose, 18 different hydrocyclones, based on the experimental design process of the Taguchi method, were designed and the affecting factors were investigated. These factors include inlet diameter, overflow diameter, apex diameter, body diameter of the hydrocyclone, the cylindrical height, and the total height of the hydrocyclone. For the optimization process, the maximum concentration observed within all samples from the Mashhad wells, equating to 100 mg per liter was used. The results of the laboratory study, for two repeats, showed that in optimum conditions, the mass removal efficiency of the suspended solids was up to 97.2 ± 1.1 percent. In these circumstances, the ratio of inlet and overflow diameter size to the hydrocyclone diameter size was similar and equivalent to 0.225, and the apex diameter size ratio to the hydrocyclone diameter size was 0.15. Also, the ratio of cylindrical and overflow height to the total height of the hydrocyclone were 0.12 and 0.08 respectively.