ارائه‌کننده: آرمان مقدس‌زاده بزاز
استاد راهنما: دکتر سعید کریمیان علی‌آبادی
استاد ناظر داخلی: دکتر علی جعفریان دهکردی
استاد ناظر خارجی: دکتر عباس ابراهیمی
تاریخ: 1403/11/14
ساعت: 16:30
مکان: دانشکده مهندسی مکانیک، طبقه دوم، کلاس 351

چکیده:
سیکلون‌ها به دلیل کارایی بالا و هزینه پایین، نقش مهمی در جداسازی ذرات از جریان سیال ایفا می‌کنند. در این پژوهش، بهبود عملکرد یک سیکلون گازی با استفاده از تغییرات مرحله‌به‌مرحله در طراحی هندسی آن بررسی شد. ابتدا، سیکلون استیرمند به‌عنوان مدل پایه انتخاب شد و عملکرد آن از طریق شبیه‌سازی عددی با استفاده از مدل آشفتگی RSM و روش اویلرین-لاگرانژین در نرم‌افزار انسیس فلوئنت تحلیل گردید. شبکه‌بندی به صورت سازمان‌یافته با رعایت معیارهای کیفیت شبکه انجام شد.
اعتبارسنجی مدل عددی با داده‌های تجربی منتشرشده صورت گرفت که انطباق خوبی با نتایج شبیه‌سازی نشان داد (خطای کمتر از 10%). تغییرات طراحی در چهار بخش اصلی سیکلون شامل ورودی، گردابه‌یاب، بدنه و بخش جمع‌آوری‌کننده اعمال شد. نتایج نشان داد که ورودی مارپیچی 360 درجه، با هدایت بهتر جریان و افزایش برخورد ذرات با دیواره، راندمان جداسازی را 11.52% افزایش داده و قطر برش را 12.14% کاهش داد، هرچند افت فشار به میزان 22.04% افزایش یافت. افزودن گردابه‌یاب انحنادار، با کاهش 7.49% افت فشار نسبت به تغییر اول، تأثیر مثبتی بر عملکرد کلی داشت. اضافه کردن میله استوانه‌ای تثبیت‌کننده گردابه در بدنه سیکلون، با کاهش نوسانات جریان، راندمان جداسازی را تا 1.15% نسبت به مرحله قبل افزایش داد.
نهایتاً، بکارگیری مخروط معکوس در بخش جمع‌آوری‌ ذرات، منجر به بهبود در جداسازی ذرات ریز و کاهش قطر برش به 1.3 میکرومتر گردید. نتایج این پژوهش می‌تواند بستر مناسبی برای انجام بهینه‌سازی در سیکلون‌ها باشد و ارتقای عملکرد آن‌ها در کاربردهای صنعتی را در پی داشته باشد.