Doğada çamurlu suların bulunduğu yerlerde taneciklerin çökelmek suretiyle birbirlerinden ayrılmaları için hidrosiklon kullanılmaktadır.

Dipteki çökelme tanecikleri girişe göre daha koyu bir çökelti oluşturur ve kalan su kaba taneciklerden arındırılır ve ayrıştırılır.

Madencilik endüstrisinde bu prosedürün gerçekleştiği yapay bir havuz bulunur ve “tikiner” olarak adlandırılırlar. Tikinerden geçen suyun akış hızı, ince parçacıkların çökmesini önleyecek ve üst akıştan ayrılmalarına neden olacak kadar yüksek olması ince ve iri parçacıkların ayrılmasını saglar.

Hidrosiklonlar, sedimantasyon hızını artıran ve ayrılmayı kolaylaştıran merkezkaç kuvvetlerine sahiptir. Hidrosiklonlar bu prensibe göre çalışan ekipmanlardır.

Hidrosiklonun girişinden gelen basınçlı besleme, süspansiyon dönüş hareketi sağlar. Siklona giren bulamaç, silindirik ve konik duvarların iç yüzeyinde bir girdap oluşturarak alt çıkıştan (apeksten) siklonu terk etme eğilimindedir. Sonuç olarak, akışın sadece bir kısmı siklonu aşağı akış yönünde (apeks kısmından) terk eder ve beraberinde kaba parçacıkları ve hatta tüm katıları alır. Geri kalan sıvı, yukarı doğru yükselir ve üst çıkıştan siklonu terk ederek hidrosiklonun merkezini çevreleyen ikincil bir girdap oluşturur. İkincil girdabın merkezinde, karışımdaki tüm kabarcıklı veya çözünmüş havanın toplandığı bir düşük basınçlı bölge oluşur. Bu girdabın dairesel hızı daha yüksek oldugundan, daha büyük bir merkezkaç kuvveti üretilir. Bu şekilde daha etkili bir ayırma meydana gelir. İkincil girdapta radyal olarak ayrılmış ince taneler çökelir ardından birincil girdap ile karışır ve birçoğu hidrosiklonun alt çıkışından çıkar.

Bu nedenle, hidrosiklonda ayrılma, iki ayrı fazın bir sonucu olarak meydana gelir ve ayırmanın son boyutu, büyük ölçüde iç girdabın hızlanması ile belirlenir.

Siklona giren sıvı, duvar boyunca spiral bir hareketle belli bir noktaya kadar teğet olarak yükselip geri dönerek bir iç girdap oluşturduğundan, buna ek olarak siklonda ikincil akımlar ve sirkülasyon bölgeleri oluşur. Bu karmaşık akış yapısına ek olarak sürece etki eden parametreler, geometri ve çalışma prensibi siklonun performansını etkiler. Çalışma koşulları, girişteki ilk akışı ve parçacık boyutu dağılımını içerir.

Bunlar arasında siklonun kapasitesi esas olarak giriş bölümü, gövde uzunluğu, çıkış borusu çapı, akış hızı, sıcaklığı, sıvı yoğunluğu, basıncı, çapı, kimyasal özellikleri vb. ile belirlenir. Tane çokluğu da akış alanının çözümlenmesini ve siklon veriminin belirlenmesini zorlaştırmaktadır. Bu parametrelerdeki küçük degisiklikler bile performansı etkiler. Bu nedenle, bu parametrelerin birbirleriyle optimal olarak çalışabilmesi için değerlerinin optimal olarak ayarlanması gerekir. Özellikle son yıllarda kullanımının artmasındaki neden sabit parçalardan oluşması, bakım maliyeti gerektirmemesi ve yüksek verimliliğe sahip olması söylenebilir.

Farklı sektörlerde ön ayırıcı, ana ayırıcı ve numune alıcı olarak kullanılan siklonlarin avantajları aşağıda gösterildiği gibidir.

• Bakım gerektirmez.

• Yüksek toplama verimliliği sunar. Birçok sistem ile geri kazanılması zor olan boyutların malzeme içerisinde yer almasını sağlar.

• Daha fazla temizlik gerekmez.

• İnce taneli malzemelerin optimum basınç kayıpları ile ayrılması ve toplanması için kullanılır.

50 m3/h’den 400 m3/h’e kadar endüstriyel toz toplama sistemlerinde 40 mikrondan büyük partikülleri tutmak için üretilir.

• Sistemde kapladığı yer, diğer sistemlere göre daha azdır.