مرجع تخصصی تهویه البرز فن ایران (صنعتی/ مطبوع)

طراحی سیستم تهویه صنعتی / ساخت تهویه صنعتی/ سیستم تهویه مطبوع / هواکش های صنعتی / وسایل تصفیه کننده هوا / سیستم تهویه ماشین آلات / مشاوره جهت ساخت سیستم تهویه / طراحی تجهیزات تهویه صنعتی

مرجع تخصصی تهویه البرز فن ایران (صنعتی/ مطبوع)

طراحی سیستم تهویه صنعتی / ساخت تهویه صنعتی/ سیستم تهویه مطبوع / هواکش های صنعتی / وسایل تصفیه کننده هوا / سیستم تهویه ماشین آلات / مشاوره جهت ساخت سیستم تهویه / طراحی تجهیزات تهویه صنعتی

مرجع تخصصی تهویه البرز فن ایران  (صنعتی/ مطبوع)

این وبلاگ از 16 تیر ماه 94 در زمینه سلامت، ایمنی و محیط زیست (HSE) برای افزایش سطح ایمنی و بهداشت در صنایع راه اندازی شده است. و فعالیت اصلی آن در زمینه سیستم های تهویه صنعتی و تهویه مطبوع و دریافت سفارشات برای طراحی این سیستم ها می باشد. علاوه بر این در دیگر زمینه های ایمنی مانند ممیزی ها و مشاوره نیز فعالیت دارد(سعی شده است مطالب موجود در وبلگ نیز پوشش مناسب در مورد ایمنی و بهداشت داشته باشند.)
همچنین از همه عزیزان و بازدید کنندگان و همکاران تقاضا دارم اخلاق حرفه ای را چه در زمینه کپی برداری از مطالب و چه در درخواست طراحی سیستم و یا دیگر موارد حفظ نمایند.
تلفن تماس : 09379873875 پیمان فر (کارشناس ایمنی صنعتی)
ایمیل : safety@vatanmail.ir
ایمیل2: arsalan.1731@gmail.com

دنبال کنندگان ۳ نفر
این وبلاگ را دنبال کنید
نظرسنجی

انواع سیکلون ها

پنجشنبه, ۲۰ اسفند ۱۳۹۴، ۱۰:۰۴ ق.ظ
سیکلون ها (Cyclone)
یکی از وسایلی که در جداسازی ذرات جامد از فاز گاز مورد استفاده قرار می گیرد، سیکلون ها هستند. در این دستگاه ها جریان گاز همراه با ذرات ریز جامد وارد یک محفظه استوانه ای یا مخروطی شکل می شود.اساس جداسازی این ذرات از توده جریان گاز به این صورت است که نیروی اینرسی وارد شده بر ذرات جامد در سیکلون ها، چندین برابر نیروی اینرسی وارد شده بر فاز گاز می باشد و لذا این ذرات از کناره های محفظه سیکلون به پایین محفظه هدایت می شوند. ولی فاز گاز تحت تاثیر نیروی کمتری قرار می گیرد و از نقاط فوقانی ذرات جامد، به سمت پایین محفظه می رود.



سیکلون ها را می توان از دیدگاه های مختلفی مورد تقسیم بندی قرار داد. یکی از این موارد مقطع ورودی به سیکلونها ا
ست. مقطع ورودی به سیکلونها معمولاً به شکل مستطیل یا دایره ساخته می شود. در بعضی موارد نیز با توجه به نوع فرآیند، از سیکلونهایی با مقطع ورودی بیضی شکل نیز استفاده می شود. مقدمه: یکی از وسایلی که در جداسازی ذرات جامد از فاز گاز مورد استفاده قرار می گیرد، سیکلون ها هستند. در این دستگاه ها جریان گاز همراه با ذرات ریز جامد وارد یک محفظه استوانه ای یا مخروطی شکل می شود.با توجه به دیواره استوانه ای سیکلون، جریان مواد با یک حرکت گردباد مانند به سمت پایین سیکلون حرکت می کند. با توجه به اینکه نیروی اینرسی وارد شده بر ذرات جامد، از نیروی اینرسی وارد شده بر فاز گاز بیشتر است، این ذرات مماس بر دیواره ظرف به سمت پایین محفظه هدایت می شوند.
در قسمت پایین محفظه نیز فضایی برای جمع شدن این ذرات جامد تعبیه شده است که به صورت ناپیوسته یا پیوسته این ذرات از محفظه خارج می شوند اساس جداسازی این ذرات از توده جریان گاز به این صورت است که نیروی اینرسی وارد شده بر ذرات جامد در سیکلون ها، چندین برابر نیروی اینرسی وارد شده بر فاز گاز می باشد و لذا این ذرات از کناره های محفظه سیکلون به پایین محفظه هدایت می شوند. ولی فاز گاز تحت تاثیر نیروی کمتری قرار می گیرد و از نقاط فوقانی ذرات جامد، به سمت پایین محفظه می رود. در قسمت مرکزی سیکلونها، معمولاً از یک استوانه نسبتاً قطور برای خروج گاز استفاده می شود. این لوله در وسط سیکلون تعبیه شده و از ذرات جامد که در اثر نیروی اینرسی وارد شده، در کناره های سیکلون قرار دارند فاصله دارد. به این ترتیب اکثر ذرات جامد ورودی از جریان گاز جدا می شوند. یک سیکلون در حقیقت یک محفظه ته نشین سازی است که شتاب جاذبه با شتاب سانتریفوژی جایگزین شده است. مقدار نسبت شتاب سانتریفوژی به شتاب جاذبه، بستگی به قطر سیکلون دارد. برای سیکلونهای استوانه ای با قطرهای خیلی بزرگ شتاب سانتریفوژ در حدود 5 برابر شتاب جاذبه است و در مورد سیکلونهای استوانه ای با قطر کوچک شتاب سانتریفوژی در حدود 2000 برابر بزرگتر از شتاب جاذبه می باشد. نیروی وارد شده بر ذرات بزرگتر مقدار بیشتری می باشد و لذا ذرات بزرگتر با چرخش کمتری در سیکلون به پایین سیکلون می رسند.

موارد کاربرد سیکلون همانطوریکه به طور مختصر بیان شد، از سیکلونها برای جدا کردن جامدات ریز موجود در گاز استفاده می شود. در اینجا باید به این نکته توجه کرد که تنها این وسایل نیستند که برای جدا کردن ذرات جامد از فاز گاز مورد استفاده قرار می گیرند. بلکه سیکلون ها با صافی ها، فیلترها، جداسازی های الکترواستاتیکی و جداسازهای ته نشین کننده در حال رقابت هستند. اما در مقایسه با سایر جداکننده های گاز -جامد سیکلونها از لحاظ هزینه ساخت و هزینه عملیات دارای هزینه کمتری می باشند. نحوه ساخت این وسایل از پیچیدگیهای خاصی برخوردار نمی باشد. در جریان های گاز- جامد که قطر ذرات جامد از 5میکرو کوچکتر است، راندمان جداسازی سیکلونها مقدار کمی می باشد ولی اگر ذرات جامد تمایل بهم چسبیدن را دارا باشند، می توان ذرات با قطر 3 میکرورا نیز با استفاده از سیکلونها از جریان گاز جدا کرد. یکی دیگر از موارد کاربرد سیکلونها، توانایی عملیاتی این دستگاهها در فشار و دماهای بالا می باشد. با توجه به کارایی و مقاومت موا د موجود در سیکلونها، این دستگاهها در دمای حدود 1000 درجه سانتی گراد و فشاری در حدود500 Kpas 5700) atm) نیز استفاده می شود. دما و فشار پایین و ایجاد خلاء در سیستم نیزمشکلی روی کار سیکلون ایجاد نمی کند. به این ترتیب، این وسایل در دامنه وسیعی از دما و فشار، قابل استفاده هستند. در مورد کاربرد سیکلونها، یکی از مسائلی که مطرح می شود قطر برش (Cut diameter) است.

به طور کلی هر وسیله جداکننده ذرات جامد از جریان گاز، دارای قطر برش می باشد. منظور از قطر برش این است که ذراتی که قطر آنها از قطر برش (Dcut) بزرگتر هستند از وسیله مورد نظر عبور نمی کنند و به این وسیله از جریان گاز جدا می شوند. البته در بعضی از موارد به طور قاطع، از Dcut به عنوان قطر برش استفاده نمی شود و تنها کسری از مواد جامد با قطری بزرگتر از Dcut از وسیله جداکننده عبور نمی کنند. لازم به ذکر است که قطر برش در مورد همه وسایل جداکننده گاز-جامد مورد استفاده قرار می گیرند. تعیین دقیق مقدار قطر برش با رسم نمودار حاصل از بررسی توزیع ذرات موجود در گاز خروجی از سیکلون بر حسب قطر ذرات ورودی به سیکلون، قابل محاسبه است. عیوب و موارد عدم مطلوب بودن سیکلون یکی از عیوبی که سیکلونها با آن مواجه هستند، در مورد وجود ذرات ریز در فاز گاز ورودی به سیکلون است. در این موارد دیگر نمی توان از این وسایل استفاده کرد و باید از وسیله مناسب دیگری سود جست. دلیل نامناسب بودن سیکلون در مورد ذرات ریز ( کوچکتر از 5 میکرومتر ) به خاطر عدم کافی بودن نیروی سانتریفوژی برای جداسازی ذرات جامد از گاز است. زیرا در مورد ذرات بسیار ریز نیروی اینرسی وارد شده بر ذرات جامد بسیار کم است. یکی دیگر از مواردی که باعث پایین آمدن راندمان دستگاه می شود، افزایش دبی ورودی به سیکلون است. قطر برش ذکر شده در قسمت قبل در مورد حالتی که دستگاه با دبی مناسب در حال کار است به دست می آید واگر شدت جریان فاز گاز و جامد ورودی به سیکلون افزایش یابد به همین ترتیب باعث کاهش راندمان دستگاه می شود. در مواردی که نیاز به جداسازی مقدار زیادی از فاز گاز- جامد داریم باید به جای یک سیکلون از تعداد زیادی سیکلون که به صورت موازی (Multi Cyclone) قرار گرفته اند استفاده کنیم. در مواردی که ذرات جامد موجود در فاز گاز، ذرات بارداری هستند استفاده ار جداسازهای الکترواستاتیکی بر سیکلونها ترجیح داده می شوند. زیرا در این مورد راندمان جداسازهای الکترواستاتیکی نسبت به سیکلون ها بسیار بیشتر است. یکی از مواردی که به شدت روی راندمان دستگاههای جداساز سیکلونی تاثیر می گذارند، میزان افت فشار موجود در این دستگاهها می باشد. برای آشنا شدن با این موضوع عوامل ایجاد کننده افت فشار در سیکلونها و دلایل آنها را مورد بحث قرار می دهیم. عوامل ایجاد کننده افت فشار در سیکلونها از قرار زیرند: 
افت فشار در اثر انقباض ورودی (Inlet Contraction): این افت فشار در اثر کم شدن مساحت ورودی فاز جامد و گاز به داخل سیکلون ایجاد می شود و مقدار آن نیز با توجه به نوع مقطع ورودی تغییر می کند. 
شتاب ذرات جامد: ذرات جامد موجود در فاز گاز در اثر ورود به سیکلون شتاب بیشتری می گیرند و به این ترتیب میزان افت فشار افزایش می یابد. 
اصطکاک دیواره سیکلون: اصطکاک بین جریان گاز و دیواره جامد باعث افزایش افت فشار در سیکلون می شود. لازم به ذکر است که با افزایش سرعت ورودی مواد به سیکلون، این افت فشار به شدت افزایش می یابد. 
افت فشار به خاطر چرخش گاز در سیکلون: افت فشار به خاطر انقباض نهایی جریان گاز برای ورود به لوله خروجی گاز خالص شده. 
 
سیکلون ها را می توان از دیدگاه های مختلفی مورد تقسیم بندی قرار داد. در این قسمت ابتدا پس از بحث روی موارد شاخص سیکلونها که سیکلونها را با آن دسته بندی می کنند به چند نوع مهم از سیکلونها پرداخته می شود. یکی از این موارد مقطع ورودی به سیکلونها است. مقطع ورودی به سیکلونها معمولاً به شکل مستطیل یا دایره ساخته می شود. در بعضی موارد نیز با توجه به نوع فرآیند، از سیکلونهایی با مقطع ورودی بیضی شکل نیز استفاده می شود. هرچه مقطع ورودی سیکلونهاکوچکتر باشد، ذرات ریز ساده تر می توانند از جریان گاز جدا شوند. اما با این کار ظرفیت سیکلونها کاهش می یابد. در چنین مواردی که نیاز است ذرات ریز از جریان گاز جدا شوند باید از تعداد زیادی سیکلون که به صورت موازی در داخل یک Box قرار گرفته اند استفاده شود. با این کار ظرفیت عملیاتی سیکلونها که به واسطه کاهش سطح مقطع ورودی سیکلون، کاهش یافته است، افزایش می یابد. در مورد سیکلونهای موازی باید به تعداد این سیکلونها، راندمان جداسازی، هزینه ساخت، هزینه عملیاتی و مقایسه این سیکلونها با سایر وسایل جداکننده گاز-جامد توجه کرد. زیرا در بعضی از موارد استفاده از Multi Cyclone ها مقرون به صرفه نمی باشد. تا به حال سیکلونها را ار نظر مقطع ورودی جریان گاز و جامد به داخل محفظه سیکلون و از نظر اینکه به تنهایی کار می کنند و یا در یک Box دیگر به صورت Multi Cyclone کار می کنند بررسی نمودیم. سیکلونها را از نظر چگونگی قرار گرفتن Blower یا کمپرسور (یا به طور کلی، دمنده) نسبت به سیکلون نیز به دو دسته تقسیم بندی می کنند: سیستمهایی که دمنده قبل از سیکلون قرار دارد. سیستمهایی که دمنده بعد از سیکلون قرار دارد. حرکت مواد در داخل سیکلون با افت فشار همراه می باشد این افت فشار معمولا توسط یک کمپرسور یا Blower تامین می شود. نحوه قرار گرفتن این دمنده به ویژگیهای فاز گاز و جامد در جریان ورودی به سیکلون بستگی دارد. مثلاً در حالتیکه ذرات ورودی در جریان گاز روی پره های دمنده اثر منفی داشته باشند، باعث تخریب پره های دمنده می شوند. به این ترتیب در این موارد سیکلون را قبل از دمنده قرار می دهند تا ذرات جامد در سیکلون از فاز گاز خارج شوند و به پره های Blower برخورد نکنند. لازم به ذکر است که در این مورد، Blower کار مکش فاز گاز را از داخل سیکلون به بیرون انجام می دهد. لازم به ذکر است که در اکثر موارد، دمنده را بعد از سیکلون قرار میدهند. زیرا وجود ذرات جامد در جریان ورودی به سیکلون، روی دمنده اثر منفی می گذارد. حال به طور خلاصه انواع دسته بندی سیکلونها را در زیر می آوریم: الف)دسته بندی سیکلونها از نظر مقطع ورودی جریان گاز: مقطع ورودی مستطیلی مقطع ورودی دایره ای مقطع ورودی به شکل خاص در موارد لزوم ب)دسته بندی سیکلونها از نظر تعداد در حال کار: سیکلونهای منفرد سیکلونهای چندتایی ج) دسته بندی سیکلونها از نظر چگونگی قرار گرفتن عامل تامین افت فشار نسبت به سیکلون: سیکلونهایی که دمنده قبل از آنها قرار دارد سیکلونهایی که دمنده بعد آنها قرار دارد.


منبع : http://www.petronet.ir/encyclopedia/-/asset_publisher/iYSVyd0iQZFE/content/id/2243752?title=%D8%B3%DB%8C%DA%A9%D9%84%D9%88%D9%86

نظرات (۰)

هیچ نظری هنوز ثبت نشده است
کاربران بیان میتوانند بدون نیاز به تأیید، نظرات خود را ارسال کنند.
اگر قبلا در بیان ثبت نام کرده اید لطفا ابتدا وارد شوید، در غیر این صورت می توانید ثبت نام کنید.
شما میتوانید از این تگهای html استفاده کنید:
<b> یا <strong>، <em> یا <i>، <u>، <strike> یا <s>، <sup>، <sub>، <blockquote>، <code>، <pre>، <hr>، <br>، <p>، <a href="" title="">، <span style="">، <div align="">
تجدید کد امنیتی