بهینه سازی عددی ابعاد سیکلون جداساز ذرات با استفاده از روش تاگوچی

نویسندگان

1 استادیار، دانشگاه بزرگمهر قائنات، دانشکده مهندسی، گروه مکانیک. *(مسوول مکاتبات)

2 کارشناسی، دانشگاه بزرگمهر قائنات، دانشکده مهندسی، گروه مکانیک.

3 کارشناسی، دانشگاه بزرگمهر قائنات، دانشکده مهندسی، گروه مکانیک.

doi
چکیده

زمینه و هدف: جداسازی ذرات از جریان سیال به دلیل حفظ پاکیزگی محیط زیست در صنعت و تحقیقات مورد توجه محققان بوده است. یکی از پرکاربردترین تجهیزات جداساز ذرات، سیکلون [1] می­باشد. سیکلون تجهیزی است که بر مبنای اثر چگالی ذرات و نیروی گریز از مرکز ذرات را از جریان سیال جدا می کند. هدف پژوهش حاضر این است مشخصه های هندسی سیکلون به منظور افزایش کارآیی سیکلون و کاهش افت فشار بهینه شود. تعداد پارامترهای هندسی در سیکلون بسیار زیاد است که بررسی همه حالات به‌صورت عددی و یا آزمایشگاهی زمان زیادی را لازم خواهد داشت. روش بررسی: بدین منظور ابتدا با استفاده از روش تاگوچی تعداد حالات مورد بررسی، کاهش داده شد. سپس با استفاده از نرم افزار ANSYS FLUENT 16  شبیه سازی عددی صورت گرفت و کارآیی و افت فشار سیکلون محاسبه گردید و سپس با استفاده از نرم افزار MINITAB و روش تاگوچی، بهینه سازی صورت گرفت و نحوه تاثیر متغیرها بر افزایش کارآیی جداسازی و کاهش افت فشار بررسی شد. یافته ها :  نتایج نشان می­دهد تاثیر افزایش ارتفاع استوانه سیکلون، بر کاهش کارآیی 75 % و بر کاهش افت فشار 5 %است. همچنین مشاهده شد تاثیر افزایش سطح مقطع ورودی، برافزایش کارآیی 75 % و بر افزایش افت فشار 20 درصد می­باشد و مشاهده گردید با افزایش ارتفاع ردیاب گرداب، کارآیی ابتدا افزایش و سپس کاهش می­یابد. و افت فشار ابتدا کاهش و سپس افزایش ­می­یابد. بحث و نتیجه گیری: مقایسه نتایج نشان می­دهد  قطر خروجی سیکلون موثرترین پارامتر جهت افزایش کارآیی جداسازی ذرات و کاهش افت فشار است. مشاهده شد ارتفاع بخش مخروطی کمترین تاثیر را بر کارآیی جداسازی ذرات و ارتفاع ردیاب گردابه کمترین تاثیر را بر افت فشار سیکلون دارد. 3- Cyclone