بررسی تاثیر ایجاد تیغه های مارپیچ در لوله خروجی هوای سیکلون بر عملکرد آن

مطالعات نظری و تجربی زیادی در خصوص ارتقاء عملکرد سیکلون ها انجام شده است. به طورکلی پارامترهای هندسی سیکلون در تعیین عملکرد آن نقش اساسی را بر عهده دارند. لوله خروجی هوا به عنوان یکی از اجزاء سخت افزاری سیکلون، تاثیر قابل ملاحظه ای در الگوی جریان داخلی سیکلون، افت فشار و حتی بازده غبارگیری دارد.

مطالعه حاضر بر روی یک سیکلون مدل استیرمند بازده بالا انجام شد. دو مدل از لوله خروجی هوای سیکلون به گونه ای طراحی و ساخته شد که بتوان آن را به راحتی از سیکلون جدا و مجدد به آن اضافه نمود. درون جداره داخلی لوله هوای خروجی تیغه های مارپیچ (هم جهت و خلاف جهت با جریان هوا) تعبیه شد. فاصله طول گام در تیغه ها معادل 1.5 محاسبه شد. دستگاه مولد غبار، ذرات سیلیس را با غلظت حدود 2.1gr/m3 به درون هوای ورودی تزریق می نمود. از دستگاه شمارنده ذرات برای اندازه گیری غلظت ذرات استفاده شد و با استفاده از یک مانومتر، افت فشار سیکلون قرایت شد. نتایج بازده غبارگیری سیکلون برای سه گروه ذرات کل، PM10 و PM2.5 در حالات مختلف محاسبه و مورد مقایسه قرار گرفت.  

تعبیه تیغه های مارپیچی هم راستا با جهت جریان هوای چرخشی داخل سیکلون باعث افزایش 7.75، 7.33 و 6.75 درصدی در بازده کل،PM10 و PM2.5 شد. نتیجه بازده جمع آوری در حالتی که جهت مارپیچ تیغه ها در خلاف جهت چرخش هوای خروجی بود به ترتیب افزایش 2.6 و 2.33 و 1.5 درصد را نشان داد. اثر تیغه های مارپیچ بر افت فشار در حالت اول (هم جهت) سبب کاهش افت فشار (%2.5 -) و در حالت دوم (خلاف جهت) سبب افزایش افت فشار گردید (%2.03 +). بهترین فاکتور کیفیت نیز مربوط به سیکلون با تیغه هم راستا با جریان بود.

استفاده از تیغه های مارپیچ در دیواره داخلی لوله خروجی سیکلون بخصوص در حالتی که هم راستا با جهت چرخش جریان هوا باشد با افزایش بازده غبارگیری و کاهش افت فشار در مجموع منجر به بهبود عملکرد و کیفیت سیکلون می شود و در حالتی که تیغه های مارپیچ هم جهت با جریان هستند سبب کاهش افت فشار در سیکلون می شود.