Investigting important performance parameters of an agricultural separator cyclone using computational fluid dynamic

مجید, رحیمی and غلامحسین, شاهقلی and یوسف, عباسپور گیلانده (2009) Investigting important performance parameters of an agricultural separator cyclone using computational fluid dynamic. Masters thesis, University of Mohaghegh Ardabili.

[img] Text
طرح روی جلد.pdf

Download (939kB)
Official URL: http://uma.ac.ir/

Abstract

Pneumatic conveying as a one of optimum systems has an important role in solid materials conveying. Because of its high flexibility in comparison with other kinds of conveying systems is the best system for conveying industrial materials and agriculture products. In this research one of the pneumatic conveying system component named separation cyclone is analyzed using computational fluid dynamic (CFD) method. For simulating of cyclone inner flow RSM and RNG k-ε models are elected among available models of fluent software. Their results were compared with experimental results of second order RSM model. After choosing second order RSM model, flow pressure, axial velocity, tangential velocity, radial velocity and effect of wheat kernel inlet pattern on separation efficiency are investigated. The effects of changing vortex finder geometric on cyclone separation efficiency were investigated. Decreasing of vortex finder diameter caused cyclone class alternate from M to V and increased grade efficiency until any alternate in cyclone class, as cyclone class alternated grad efficiency decreased (specially for larger size wheats). Result of increasing vortex finder depth length showed small increase, decreased drop pressure and increased grade efficiency. However large increase in vortex finder depth length decreased cyclone efficiency because of friction effects. It was found that for better efficiency vortex finder diameter should be half of cylinder diameter. Also its length should be 0.95 of cylinder diameter and 0.75 of that inside cylinder and 0.2 of its out of cylinder. Changing cylinder length effect on cyclone efficiency was analyzed. The h/H ratio of 0.75 showed high performance for wheat size of 3 mm and 0.5 for smaller size than 3 mm. Finally effect of bottom cone diameter on cyclone performance investigated. It was declared that cyclone with small bottom cone diameter has high grad efficiency and drop pressure in comparison to large diameter and the B/D ratio of 0.374 was the optimum value.

Item Type: Thesis (Masters)
Persian Title: مطالعه برخي پارامتر¬ها بر روي عملكرد يك سيكلون جداكننده محصولات كشاورزي با استفاده از ديناميك سيالات محاسباتي(CFD)
Persian Abstract: نقاله¬هاي هوايي به عنوان يکي ازسيستم¬هاي بهينه در زمينه جابجايي مواد جامد، نقش عمده¬اي ايفا مي¬کنند. با توجه به انعطاف¬پذيري بالاي سيستم¬هاي انتقال نيوماتيک نسبت به انواع ديگر سيستم¬هاي انتقال، اين سيستم داراي کاربرد¬هاي وسيعي در صنعت و کشاورزي مي-باشد. در اين پايانامه يکي از اجزاء مدار نيوماتيکي به نام سيکلون جداکننده مورد بررسي قرار گرفته¬است. براي شبيه¬سازي جريان داخل سيکلون ابتدا از بين مدل¬هاي پيشهادي نرم¬افزار فلوئنت، مدل-هاي RNG k-ε و RSM انتخاب و بنابر مقايسه با نتايج تجربي مدل RSM مرتبه دوم انتخاب گرديد. در ادامه با توصيف مدل انتخابي، فشار جريان، سرعت محوري، سرعت مماسي، سرعت شعايي و تاثير الگوي ورودي دانه¬هاي گندم بر راندمان جداسازي بحث شده¬است. در بررسي آثار هندسي بر عملکرد سيکلون ابتدا طول لوله خروجي(گرداب ياب) مورد مطالعه قرار گرفته¬است، که تقريبا بي¬تاثير بود. سپس در بررسي اثر قطر لوله خروجي برعملکرد سيکلون مشاهده¬گرديد که کاهش قطر لوله خروجي گاز باعث تغيير کلاس سيکلون از W به V مي¬گردد. با کاهش قطر لوله خروجي گاز نسبت به قطر استوانه تا 45/0 در سيکلون بازده جمع¬آوري افزايش مي¬يابد. نتايج حاصل از افزايش طول نفوذ لوله خروجي جريان حاکي از آن است که افزايش طول لوله خروجي جريان نسبت به قطر استوانه تا 1 به علت کاهش در افت فشار، بازده جمع¬آوري سيکلون را بهبود مي¬بخشد. اما با افزايش بيشتر نفوذ طول لوله خروجي جريان، به علت آثار اصطکاکي، راندمان سيکلون کم مي-شود. در ادامه با تغيير ارتفاع قسمت سيلندري اثر اين تغيير هندسي را بر راندمان سيکلون بررسي کرده¬ايم. مشاهده شد كه براي گندم¬هاي با اندازه حدود mm3 نسبت طول به قطر استوانه تا 75/0 و براي گندم¬هاي كوچكتر نسبت 5/0 مناسب مي¬باشد. در نهايت با بررسي اثر قطر لوله خروج پايين مي¬بينيم که سيکلون با قطر خروجي کوچکتر داراي افت فشار و راندمان جمع¬آوري بالايي در مقايسه با سيکلون¬هاي با قطر بزرگ مي¬باشد و نسبت قطر خروجي به قطر استوانه در 374/0 حالت ايده¬آل به دست آمد.
Supervisor:
SupervisorE-mail
دکتر غلامحسین, شاهقلیUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
دکتر یوسف, عباسپور گیلاندهUNSPECIFIED
Subjects: Faculty of Engineering > Department of Architecture Engineering
Divisions > Faculty of Engineering > Department of Architecture Engineering
Divisions: Subjects > Faculty of Engineering > Department of Architecture Engineering
Faculty of Engineering > Department of Architecture Engineering
Date Deposited: 02 Jul 2019 05:50
Last Modified: 02 Jul 2019 05:50
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/7233

Actions (login required)

View Item View Item