Teğetsel girişli - eksenel çıkışlı siklon dizaynı

Abstract

Siklon, içerisine giren partikülleri merkezkaç kuvveti yardımıyla havadan ayrıştıran ve oynar parçası bulunmayan bir yapıdır. Tahıl sektörü, elektrikli süpürge ve kömür yatakları gibi birçok farklı sektörde yüzyılı aşkın bir zamandır kullanılmaktadır. Elektrikli süpürgelerde kullanılmasıyla üreticileri filtre maliyetlerinden ve kullanıcıları da torba temizliğinden kurtaracaktır. Konvansiyonel süpürgeler kadar verimli olmasa da üretim maliyetinin düşüklüğü ve torba kullanımım ortadan kaldırdığı için son zamanlarda bu yapılarla ilgili olarak oldukça fazla çalışma yapılmış ve üretici firmalar tarafından patentler alınmıştır. Dyson, Lg ve Samsung gibi firmaların bu yapılarla ilgili patent başvuruları 1999 yılı sonunda büyük artış göstermiştir. Bu yüksek lisans çalışmasında, teğetsel girişli-eksenel çıkışlı siklon tasarlanarak üretilmiş, deneysel ve CFD analizleri yapılmıştır. Tasarım ve üretim kısmında literatür araştırması yapılarak, tasarlanacak siklon tipi olarak teğetsel girişli ve eksenel çıkışlı siklon tipi seçilmiştir. Siklon boyutlandırılması yapılmış ve üretim kabiliyetlerine uygun olacak şekilde prototipin boyutları hesaplanarak üretilmiştir. Deneysel ve CFD analiz bölümünde üretilen prototipin verimlilik deneyleri yapılmış ve piyasada satılmakta olan diğer bir elektrikli süpürgenin siklonuyla performans açısından karşılaştırılmıştır. CFD analizi için Fluent yazılımı kullanılmış ve sınır- başlangıç şartları girilerek siklonun içerisindeki basmç dağılımı ve hız alam ortaya çıkarılarak deneysel sonuçlarla kıyaslanmıştır. Bu çalışmanın sonucunda elde edilen yapı Arçelik A.Ş. Araştırma Geliştirme Merkezi tarafından patenti alındıktan sonra ürüne adaptasyonu yapılarak ilk deneme partisi üretilip piyasaya sürülecektir.

Cyclone is a separator that separates particles from gas by centrifugal force and has no moving parts. It is used in many sectors more than a hundred years such as petroleum refineries, food industry and lately vacuum cleaner industry. Cyclones are cheap and do not have dust bags. They are not efficient as much as conventional vacuum cleaners but they are promising not only for producers but also users because of their low production costs and their construction without dust bags. Therefore, there are many studies and patents for cyclones. The patent applications of the firms such as Dyson, LG and Samsung have increased by the end of 1999. In this study, a cyclone which has tangential inlet and axial exit designed, produced and its experimental and CFD analysis are done. Firstly, literature scanned and the tangential inlet and axial exit type cyclone is selected for this study. Dimensions calculated and some optimization has done to calculate the suitable dimensions for production of prototype. In the experimental and CFD analysis, prototype has tested for its performance and the results compared with another cyclone which is used in a vacuum cleaner in the market. Fluent used for CFD analysis. Pressure distribution and velocity field is determined by entering the initial-boundary conditions. Results are compared with the experimental results. After patent procedures the product of this work will be adapted to vacuum cleaners and will be put on the market in a two year-period by Ar-Ge of Arçelik A.Ş..