hydrocyclone

Ces appareils assurent la séparation de particules par classification hydraulique centrifuge. Ils sont consti­tués d’une enceinte cylindroconique dans laquelle l’alimentation tangentielle met l’eau en rotation avant sa sortie par une tubulure axiale de surverse (figure 8).

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Les boues concentrées sont évacuées par la pointe (sousverse). L’accélération centrifuge atteinte dans les plus petits appareils peut dépasser 600 g et la pression d’alimentation varie de 0,5 à 2 bars. La caractéristi­que de séparation d₅₀, exprimée en général en mm et improprement appelée pouvoir de coupure, corres­pond au diamètre de particule pour lequel on obtient 50 % de séparation.

La construction est caractérisée par le diamètre D de l’enceinte, le rapport longueur L/diamètre D, les dia­mètres e de l’orifice d’entrée et s de l’orifice de sortie, et l’angle au sommet a.

Différentes relations ont été étudiées pour caractériser un cyclone ; ainsi, selon Rietema, un nombre carac­téristique dépendant des seules dimensions géométriques est défini par la relation :

dans laquelle :
ρ : masse volumique de l’eau,
Δρ : différence de masse volumique entre les particules solides et l’eau,
Δp : pression différentielle dans l’appareil,
μ : viscosité dynamique,
q : débit de l’appareil.

On établit expérimentalement la variation de pression différentielle Δp en fonction du débit traversant.

Deux familles d’appareils sont utilisées.

hydrocyclones simples monotubulaires

Leurs diamètres varient de 150 à 800 mm pour traiter des débits de 20 à 250 m³ · h^–1 avec des d₅₀ sur du sable de 50 à 80 mm. Ils sont protégés contre l’abrasion et peuvent être mis en œuvre sur des suspensions peu concentrées de boues, sinon leur pouvoir de coupure augmente rapidement (voir influence de η).

SUEZ Oil & Gas Systems conçoit et réalise de tels équipements dans le cas particulier de l’industrie pétrolière, où ces équipements sont très utilisés, que ce soit pour séparer l’huile de l’eau, que pour des particules plus lourdes (dessablage).

hydrocyclones multitubulaires

Pour traiter des débits plus élevés et en dessablage d’eaux peu chargées, on peut utiliser des cyclones de très petit diamètre sous pression et souvent groupés en parallèle en une même enceinte, avec possibilité d’atteindre un d50 plus faible (10 µm). Ils présentent des diamètres de quelques centimètres et sont cons­truits en matériaux plastiques anti‑abrasion. Leur perte de charge est comprise entre 1 et 2 bar. Leur alimen­tation doit se faire après un tamisage approprié.