Données de Narasimha et al.

 

Données de Narasimha et al.

Les simulations réalisées par ces auteurs ont été un peu plus complètes car la géométrie utilisé était 3D.

Présentation

Dans cet article, Narasimha et al. étudient  expérimentalement et numériquement l’hydrodynamique et les performances de séparation dansl’hydrocyclone pour différents diamètres de souverse.

Il y’a plusieurs  détails dans leurs articles, la géométrie du cyclone (le Tableau 1), les comparaisons d'expériences / des simulations (Tableaux 2 et 3), le modèle de turbulence utilisé (k - epsilon) et les courbes de partage.

Les simulations ont été réalisé sous Fluent et la géométrie générée sous GAMBIT (voir figure1).

Le liquide d'alimentation est de l'eau (masse volumique 1000 kg.m-3) avec 1.6 % en masse de sable (masse volumique =2650 kg.m-3).On note la présence d'un cœur gazeux au centre du cyclone (figure). Ce cœur gazeux n'a pas été simulé numériquement comme une interface gaz-liquide, mais correspond à une région de forte dépression et de très faible vitesse (composante tangentielle faible).

Le résultat principal présenté dans cet article est l'influence de la vitesse d’entrée et du diamètre de sousverse. Les tableaux suivants présentent une comparaison entre des résultats expérimentaux et numériques sur les courbes de séparation pour deux vitesses d'admission différentes et deux configurations géométriques.

Dimensions

Cyclone n_1

Cyclone n_2

Cyclone diameter (mm)

101

101

Inlet (mm)

25 × 12.5

25 × 12.5

Overflow diameter (mm)

35

35

Underflow diameter (mm)

10

20

Length of the overflow tube (mm)

50

50

Height of the cylndrical part (mm)

85

85

Cone angle (°)

20

20

Tableau 1 : Hydrocyclones dimensions.

Test

n_

Numerical results

Experimental results

Deviation

 

Inlet

Velocity

m.s1

Inlet

Flow-rate

kg.s1

Overflow

Flow-rate

kg.s1

Water

Split

%

Inlet

Flow-rate

kg.s1

Overflow

Flow-rate

kg.s1

Water

Split

%

Water

Split

%

1

6.10

1.903

1.876

98.58

1.896

1.865

98.36

-0.22

2

9.50

2.963

2.934

99.02

2.966

2.940

99.12

0.10

3

11.35

3.540

3.512

99.21

3.868

3.850

99.53

0.32

4

12.35

3.850

3.820

99.22

3.868

3.850

99.53

0.31

5

10.70

3.337

3.309

99.16

3.378

3.325

98.43

-0.73

6

8.25

2.574

2.544

98.83

2.604

2.563

98.42

-0.41

7

5.91

1.844

1.816

98.48

1.937

1.894

97.78

-0.70

Tableau 2 : Comparisons between experimental and numerical water split with a 10mm underflow (From Narashima et al.).

Test

n_

Numerical results

 

Experimental results

Deviation

Inlet

Velocity

m.s1

Inlet

Flow-rate

kg.s1

Overflow

Flow-rate

kg.s1

Water

Split

%

Inlet

Flow-rate

kg.s1

Overflow

Flow-rate

kg.s1

Water

Split

%

Water

Split

%

1

7.05

2.200

1.865

85.68

2.201

1.840

83.60

-2.08

2

7.40

2.308

1.969

85.31

2.305

1.920

83.30

-2.01

3

9.40

2.932

2.585

88.17

2.941

2.550

86.71

-1.46

4

11.03

3.441

2.955

85.87

3.480

3.036

87.24

1.37

5

11.40

3.556

3.201

90.01

3.565

3.14

88.08

-1.93

6

10.73

3.347

2.743

81.95

3.513

2.967

84.45

2.49

7

5.95

1.856

1.417

76.34

1.948

1.543

79.21

2.87

Tableau 3 : Comparisons between experimental and numerical water split with a 20mm underflow (From Narashima et al.).

Figure 1 : Narasimha et al. Mesh and experimental cyclone.

Separation curves with the 10mm underflow (from Narashima et al.).

Separation curves with the 20mm underflow (from Narashima et al.).