Teğetsel ve eksenel mini siklonların performanslarının deneysel ve teorik olarak incelenmesi
Experimental and theoretical investigation of performance of tangential and axial mini cyclones
Yazar: ALİ GALİP MUMCU
Danışman: PROF. DR. ATAKAN AVCI
Bursa Uludağ Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında aynı siklon boyutlarına sahip farklı geometrilerde altı siklon ayırıcının tasarımı yapılmış ve deneysel olarak performansları elde edilmiştir. Bunlar arasından seçilen en uygun performanslı siklon geometrisi kullanılarak multisiklon tasarımı yapılmış ve deneysel olarak performansı incelenmiştir. Siklon tasarımları için uygun model seçimi amacıyla yaygın kullanılan matematik modellerin literatürden elde edilen yaklaşık 400 deneysel veri kullanılarak tahmin performansları elde edilmiş ve başarılı görülen matematik model tasarımda kullanılmıştır. Tasarlanan altı farklı siklon geometrisinin farklı çalışma koşullarında performanslarını belirlemek için deneysel çalışma gerçekleştirilmiştir. Bu çalışma kapsamında tüm siklonların basınç düşüşü, toplama verimleri ve fraksiyonel verim eğrileri elde edilmiştir. Teğetsel girişli siklonlarda en fazla basınç kaybı ters akışlı konik siklonda, en az basınç kaybı ise ters akışlı sanal siklonda elde edilmiştir. Eksenel girişli siklonlarda konik yapılı siklonun basınç kayıpları sanal gövdeli siklona göre daha fazla bulunmuştur. Teğetsel siklonlarda en iyi toplama verimi ters akışlı konik siklonda meydana gelmekle birlikte ters akışlı sanal siklonun verim değerleri de bu değerlere oldukça yakın bulunmuştur. Düz akışlı teğetsel siklonların toplama verimleri diğer siklonlara göre daha düşük elde edilmiştir. Deneysel çalışmada elde edilen bulgulara göre teğetsel girişli ters akışlı sanal siklon seçilerek dört adetlik multisiklon tasarımı yapılmıştır. Tasarlanan multisiklon deneysel olarak incelenmiş ve elde edilen sonuçlar tek siklonun sonuçları ile uyumlu bulunmuştur.

Abstract:
In this thesis study, six cyclone separators with the same cyclone dimensions and different geometries were designed and their performances were obtained experimentally. A multicyclone design was made using the most appropriate performance cyclone geometry selected among these, and its performance was examined experimentally. In order to select the appropriate model for cyclone designs, the prediction performances of commonly used mathematical models were obtained by using approximately 400 experimental data obtained from the literature, and the successful mathematical model was used in the design. An experimental study was carried out to determine the performance of six different designed cyclone geometries under different operating conditions. Within the scope of this study, pressure drop, collection efficiency and fractional efficiency curves of all cyclones were obtained. In tangential inlet cyclones, the highest pressure loss was obtained in the counter-flow conical cyclone, and the least pressure loss was obtained in the counter-flow virtual cyclone. In axial inlet cyclones, the pressure losses of the conical cyclone were found to be higher than the virtual body cyclone. Although the best collection efficiency in tangential cyclones occurs in the counter-flow conical cyclone, the efficiency values of the counter-flow virtual cyclone were found to be very close to these values. The collection efficiencies of uniflow tangential cyclones were lower than other cyclones. According to the findings obtained in the experimental study, a counter-flow virtual cyclone with tangential inlet was selected and a four-cyclone multicyclone design was made. The designed multicyclone was examined experimentally and the results obtained were found to be compatible with the results of a single cyclone.