مطالعه تجربی اثر دوران بدنه سیکلون بر روی ‌بازده سیکلون‌ها

صالح یار, سید سامان; شیروانی, منصور; قائمی, احد

مطالعه تجربی اثر دوران بدنه سیکلون بر روی ‌بازده سیکلون‌ها

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران.

چکیده

در این پژوهش جداسازی ذرههای سیلیس، با استفاده از یک جداساز سیکلونی دارای دو ورودی خوراک و با بدنه دوار به طور تجربی مورد بررسی قرار گرفت. برای انجام آزمایش های تجربی از یک دستگاه سیکلون آزمایشگاهی استفاده شد. در آزمایش های تجربی اثر پارامترهای عملیاتی شامل اندازه ذره ها در بازه 15 تا 40 میکرون، شدت جریان هوا 30 تا 70 مترمکعب و سرعت دوران بدنه سیکلون از صفر تا 1900 دور بر دقیقه بر بازده سیکلون مورد ارزیابی قرار گرفت. نتیجه های تجربی نشان داد بزرگتر شدن ذره ها حدود 1تا 2% ، افزایش شدت جریان حدود 3 تا %5 و افزایش سرعت بدنه حدود 10 تا %13 منجر به بهبود ‌بازده سیکلون می شود. همچنین نتیجه ها نشان داد که دوران بدنه در جهت وارون جریان ورودی حدود 48 درصد از ‌بازده سیکلون می‌کاهد. افت فشار سیکلون در حال دوران نشان داد این عدد در حالت دوار بیش تر از حالت ثابت بدنه می‌باشد ولی توزیع یکنواخت فشار باعث ‌می‌شود تا اثر افت فشار روی ‌بازده محسوس نباشد. نتیجههای آزمایشگاهی همچنین نشان می‌دهد افزایش شدت جریان و سرعت دوران بدنه سیکلون منجر به افزایش سرعت مماسی و در نتیجه افزایش نیروی گریز مرکز شده که نتیجه آن افزایش ‌بازده سیکلون است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

انتقال جرم، فرایندهای جداسازی

مراجع

[1] Noh S.Y., Heo J. E., Woo S. H., Kim S.J., Ock M. H., Kim Y.J., Yook S.J., Performance Improvement of a Cyclone Separator using Multiple Subsidiary Cyclones, Powder Technol. 338: 145-152. (2018)

[2] Li Y., Qin G., Xiong Z., Feng Y., Fan J., The Effect of Particle Humidity on Separation Efficiency for an Axial Cyclone Separator, Advanced Powder Technol. 30: 724-731. (2019)

[3] Zhang W., Zhang L., Yang J., Hao X., Guan G., Gao Z., An Experimental Modeling of Cyclone Separator Efficiency with PCA-PSO-SVR Algorithm, Powder Technol. 347, 114-124. (2019)

[4] Woolcock, P.J., Brown R.C., A Review of Cleaning Technologies for Biomass-Derived Syngas, Bio. Bioenergy. 52: 54-84. (2013)

[5] Cristea E.-D., Conti P., “CFD Simulation of Large Dust Collection Cyclones Positioned Vertically in Staggered Downward Cascade Arrangement”, Proceedings of the ASME 2013 Fluids Engineering Division Summer Meeting (2013).

[6] Kulkarni, S.J., Shinde N.L., Studies and Research on Cyclone Separators: A Review, Int. J. Sci. Res. Sci. Technol. 2: 28-31. (2016)

[7] Wasilewski M., Brar L.S., Effect of the Inlet Duct Angle on the Performance of Cyclone Separators, Sep. Pur. Technol. 213: 19-33. (2019)

[8] Liu P., Ren Y., Feng M., Wang Di, Dapeng Hu, A Performance Analysis of Inverse Two-Stage Dynamic Cyclone Separator, Powder Technol., Online, (2019).

[9] Kosaki, Y., Hirai, T., Yamanaka, Y., Takeshima, K., Investigation on Dust Collection and Particle Classification Performance of Cyclones by Airflow Control for Design of Cyclones, Powder Technol. 277: 22-35 (2015)

[10] Ramachandran, G., Leith, D., Dirgo, J., Feldman, H., Cyclone Optimization Based on a New Empirical Model for Pressure Drop, Aerosol Sci. Technol. 15(2): 135-148. (1991)

[11] Shepherd, C., Lapple C., Flow Pattern and Pressure Drop in Cyclone Dust Collectors Cyclone Without Intel Vane, Ind. Eng. Chem. 32(9): 1246-1248. (1940)

[12] Casal, J., Martinez-Benet J.M., Better Way to Calculate Cyclone Pressure Drop, Chem. Eng. 90(2): 99-100. (1983)

[13] Cortes, C., Gil A., Modeling the Gas and Particle Flow Inside Cyclone Separators, Prog. Energy Combustion Sci. 33(5): 409-452. (2007)

[14] Gimbun, J., Chuah, T. G., Fakhru’l-Razi, A., Choong, T. S., The Influence of Temperature and Inlet Velocity on Cyclone Pressure Drop: A CFD Study, Chem. Eng. Proc. Process Intensification. 44(1): 7-12. (2009)

[15] Zhu Z., Na Y., Lu Q., Pressure Drop in Cyclone Separator at High Pressure, J. Thermal Sci. 17, 275-280. (2008)