Siklon Daldırma Tüpü Çapının Siklon Basınç Kaybına ve Parçacık Toplama Verimine Etkisinin İncelenmesi
The Investigation of The Effect of Cyclone Immersion Tube Diameter on Cyclone Pressure Drop and Particle Collection Efficiency
Yazar: Kara, Memduh; Mutlu, Burak
Dergi: Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, Vol. 15 No. 3, 2025
Anahtar kelimeler: Machine Design and Machine Equipment ; Makine Tasarımı ve Makine Elemanları ; Siklon,Daldırma Tüpü,Basınç kaybı,Parçacık tutma verimi ; Cyclone,Immersion tube,Pressure drop,Particle collection efficiency

Siklon ayırıcılar, demir-çelik, maden, kimya, gıda, kâğıt ve ahşap işleme gibi birçok endüstriyel proseste gaz akışkan içerisindeki katı partiküllerin inertiyel kuvvetler yardımıyla ayrıştırılmasında temel ekipmanlardan biridir. Genellikle nihai filtrasyon ünitesinden önce konumlandırılarak, filtre sistemlerinin yükünü azaltmakta, partikül geri kazanımı sağlamaktadır ve böylece bakım-onarım maliyetlerinde azalma ile birlikte sistemin genel verimliliği artırılmaktadır. Siklon performansı, temel olarak basınç kaybı ve partikül tutma verimi gibi iki kritik parametre ile değerlendirilmekte olup, bu parametreler çoğunlukla birbirine ters etki göstermektedir. Bu durum, uygulamaya özel optimize edilmiş tasarımların gerekliliğini ortaya koymaktadır. Bu çalışmada, ağaç işleme sektöründe talaş kurutma proseslerinde kullanılan bir siklon ünitesi için daldırma tüpü çapının değişiminin performans üzerindeki etkileri sayısal yöntemlerle analiz edilmiştir. Üç farklı daldırma tüpü çapı için oluşturulan model geometrileri, ANSYS Fluent yazılımı kullanılarak CFD (Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği) tabanlı olarak incelenmiş; hem statik basınç kaybı hem de partikül tutma verimliliği parametreleri karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, daldırma tüpü çapındaki artışın, siklon içerisindeki akış yapısını olumlu yönde etkileyerek basınç kaybını azalttığı ve partikül tutma performansını artırdığı gözlemlenmiştir. Bu bulgular, siklon tasarımında daldırma tüpü geometrisinin sistem performansını doğrudan etkileyen kritik bir tasarım parametresi olduğunu ortaya koymaktadır.

Cyclone separators are essential equipment for the separation of solid particles in gaseous fluids using inertial forces in many industrial processes, such as iron and steel, mining, chemical, food, paper, and wood processing. They are generally positioned before the final filtration unit, reducing filter system load, enabling particle recovery, and thus reducing maintenance and repair costs and increasing the overall system efficiency. Cyclone performance is primarily evaluated by two critical parameters: pressure drop and particle retention efficiency, which often have opposing effects. This highlights the need for application-specific optimized designs.In this study, the effects of varying the immersion tube diameter on the performance of a cyclone unit used in sawdust drying processes in the woodworking industry were analyzed using numerical methods. Model geometries created for three different immersion tube diameters were analyzed using CFD (Computational Fluid Dynamics) using ANSYS Fluent software, and both static pressure drop and particle retention efficiency parameters were comparatively evaluated. The results indicate that increasing the immersion tube diameter positively affects the flow structure within the cyclone, reducing pressure loss and improving particle retention performance. These findings demonstrate that immersion tube geometry is a critical design parameter in cyclone design that directly impacts system performance.