مهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهان مجله آب و فاضلاب 1024-5936 28 6 2018 01 21 Optimization of Hydrocyclone Performance in Sand Removal from Well Water (A Case Study of Drinking Water Wells in Mashhad) بهینه‌سازی عملکرد هیدروسیکلون با هدف حذف ماسه از آب چاه (مطالعه موردی: چاه‌های آب شرب شهر مشهد) 71 79 45892 10.22093/wwj.2017.45892 FA علی دهنوی استادیار گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی عمران و حمل و نقل، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران ثمانه توکلی امینیان کارشناس شرکت آب و فاضلاب شهر مشهد مسعود روحبخش معیاری کارشناس شرکت آب و فاضلاب شهر مشهد Journal Article 2016 05 04 Hydrocyclones are used for removing suspended solids such as silt and sand from water. In this study, all the factors involved in the performance of hydrocyclones were initially identified and listed before they were optimized using the Taguchi experiment design method. It was the objective of the present study to optimize the efficiency of hydrocyclones in removing sand from water. For this purpose, 18 hydrocyclones were designed and constructed to test all the variables affecting their performance including hydrocyclone inlet, overflow, apex, and body diameters as well as cylindrical, total, and vortex finder heights. Minimum (20 mg/l) and maximum (100 mg/l) concentrations of total suspended solids (sand) in the samples from the water wells in Mashhad city along with the observed particle distribution were used in the optimization. Statistical analysis of the results showed that the ratio of the inlet and overflow diameters to that of the hydrocyclone was 0.225 and that the ratio of the apex diameter to that of the hydrocyclone was 0.15. Also, the ratios of the cylindrical and vortex finder heights to the total height of the hydrocyclone were 0.12 and 0.08, respectively. Under optimum conditions, sand removal efficiency varied from 95.9% to 98.4% in different experiments. This is while a value of 97.2±1.1% was obtained as the result of three tests in the hydrocyclone optimized in this experiment. Comparison of the mass removal efficiencies predicted by the Taguchi method and the values measured in the optimal hydrocyclone tests showed that both sets of data were very close and substantially high. Moreover, it was found that the geometric elements obtained in this study were generally in the range of minimum and maximum ratios proposed for hydrocyclones used in mining. These ratios may, therefore, be recommended for use in the construction of real-scale hydrocyclones for sand removal from water. <strong>از هیدروسیکلون برای جداسازی جامدات معلق سنگین‌تر از آب از جمله ماسه‌ و سیلت استفاده می‌شود. در این تحقیق پس از شناسایی تمام فاکتورهای مؤثر بر عملکرد هیدروسیکلون‌ها، نسبت به بهینه‌سازی متغیرهای تأثیر‌گذار با روش طراحی آزمایش تاگوچی اقدام شد. با هدف بهینه‌سازی عملکرد هیدروسیکلون‌ در حذف ماسه از آب، 18 هیدروسیکلون بر اساس متغیرهای تأثیرگذار شامل قطر ورودی، قطر سرریز، قطر ته‌ریز، قطر بدنه هیدروسیکلون، ارتفاع بخش استوانه‌ای، ارتفاع کل و نیز ارتفاع دیافراگم، طراحی، ساخته و مورد آزمایش قرار گرفت. برای بهینه‌سازی این هیدروسیکلون‌ها، از دو غلظت حداقلی و حداکثری جامدات معلق (شن و ماسه) اخذ شده از نمونه‌های چا‌ه‌های سطح شهر مشهد به‌ترتیب معادل20 و 100 میلی‌گرم در لیتر و با توزیع مشاهده شده، استفاده شد. نتایج آنالیزهای آماری نشان داد که در شرایط بهینه، نسبت قطر ورودی و قطر سرریز به قطر هیدروسیکلون، مشابه و معادل 225/0 و قطر ته‌ریز به آن معادل 15/0 است. همچنین نسبت ارتفاع بخش استوانه‌ای و ارتفاع دیافراگم به ارتفاع کل هیدروسیکلون نیز به‌ترتیب 12/0 و 08/0 تعیین شد. علاوه براین، راندمان جرمی حذف ماسه‌ها در شرایط بهینه و بسته به تکرارهای مختلف، بین 9/95 تا 4/98 درصد پیش‌بینی شد. این در حالی است که با ساخت هیدروسیکلون بهینه و آزمایش آن در سه تکرار، این رقم بالغ 1/1±2/97 درصد بود</strong><strong>.</strong><strong> مقایسه نتایج راندمان جرمی پیش‌بینی شده توسط روش تاگوچی نسبت به مقادیر واقعی اندازه‌گیری شده که با ساخت هیدروسیکلون بهینه انجام شد، نشان داد که نتایج مورد نظر بسیار به هم نزدیک هستند. نسبت‌های هندسی تعیین شده در این تحقیق نیز عموماً در محدوده‌ بین حداقل‌ و حداکثر نسبت‌های ارائه شده در هیدروسیکلون‌های به‌کار رفته در معدن‌کاری است. از این نسبت‌ها و پس از افزایش مقیاس، می‌توان در ساخت هیدروسیکلون‌های خاص ماسه‌زدایی از آب  استفاده نمود.</strong> https://www.wwjournal.ir/article_45892_41fb4745f106d34e5a5f7b700e30feb3.pdf