Sanal gövdeli siklon ayırıcılarda gövde çapının siklon performansına etkisinin deneysel incelemesi
Experimental investigation of the effect of body diameter on cyclone performance in virtual body cyclone seperators
Yazar: GÖKHAN ÇELİK
Danışman: PROF. DR. ATAKAN AVCI
Bursa Uludağ Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, teğetsel girişli sanal gövdeli bir siklon ayırıcının performansı, toplam verim ve basınç kaybı üzerinden incelenmiştir. Deney sisteminde gövde çapı, siklon gövde uzunluğu ve çıkış boru çapı gibi siklon geometrileri değiştirilebilir durumdadır. Gövde çapı değişiklikleri temel alınarak farklı giriş hızlarında, farklı dalma yüksekliklerinde, farklı gövde uzunluklarında ve farklı siklon çıkış borusu çaplarının birbiriyle olan ilişkileri incelenmiştir. Deneylerde dört farklı çıkış boru çapı, siklon gövde çapı dâhil olmak üzere beş farklı gövde çapı kullanılmıştır. Yapılan deneyler üç aşamada gerçekleştirilmiştir. Deneyin ilk aşamasında her sanal gövde çapı için sırayla dört çıkış boru çapında ve sekiz farklı dalma borusu yüksekliğinde basınç kayıpları ve bunlara bağlı olarak K katsayı değerleri bulunmuştur. Deneyler sonucunda sanal gövde çapının azalmasının basınç kaybını arttırdığı gözlemlenmiştir. Deneyin ikinci aşamasında siklonun laboratuvar ortamında bulunan havadaki tozlar için toplam tutma verimi ve fraksiyonel verimleri hesaplanmıştır. Ortamdaki toz konsantrasyonu zamanla değişken olmasına rağmen benzer konsantrasyona sahip durumlar birbiriyle kıyaslandığında sanal gövde çapının artışına bağlı olarak verimde artış olduğu görülmüştür. Deneyin üçüncü ve son aşamasında ise kullanılan siklon için toz tutma verimi bulunmuştur. Deneylerde toz olarak kalsit kullanılmıştır. İki farklı ortalama partikül çapına sahip toz ile deney yapılmıştır. Değişik debilerde farklı siklon gövde çapı ve çıkış boru çapının siklon toplam tutma verimi ve fraksiyonel verimine etkisi incelenmiştir. Her iki toz için sanal gövde çapının azalmasına bağlı olarak verimlerde azalma gözlemlenmiştir.

Abstract:
In this study, the performance of a tangential entry virtual body cyclone separator was examined on the basis of total efficiency and pressure loss. Cyclone geometries such as body diameter, cyclone body length and outlet pipe diameter are changeable in the test system. Necessary studies were carried out at different inlet velocities, different plunge heights, different body lengths and different cyclone outlet pipe diameters based on body diameter changes. A total of five different body diameters were used in the experiments, including four different plunger diameter and cyclone body diameter. The experiments were carried out in three stages. In the first stage of the experiment, pressure losses and K coefficient values were determined for each virtual body diameter in four submersible tube diameters and eight different submersible heights respectively. As a result of the experiments, it was observed that decreasing the diameter of the virtual body pipe increases the pressure loss. In the second stage of the experiment, the total retention efficiency and fractional efficiency of the cyclone were calculated for laboratory airborne dusts. Although the dust concentration in the environment is variable over time, when the cases with similar concentrations are compared with each other, there was an increase in the efficiency due to the increase in the diameter of the body. In the third and final stage of the experiment, dust holding efficiency was found for the cyclone used. Calcite was used as powder in the experiments. Powder having two different average particle diameter was tested. The effect of different cyclone body diameter and plunge pipe diameter on cyclone total holding efficiency and fractional efficiency were investigated. A decrease in the efficiency was observed due to the reduction of the virtual body diameter for both powders.