Please use this identifier to cite or link to this item: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/2339
Title: Simulation of single particle motion along 3-dimensional turbulent flow in air cyclone with blowdown
Other Titles: การจำลองการเคลื่อนที่แบบ 3 มิติ ของอนุภาคเดี่ยว ตามการไหลแบบปั่นป่วนในก๊าซไซโคลนแบบเป่าลง
Authors: Kompanart Kaewplang
Advisors: Tawatchai Charinpanitkul
Wiwut Tanthapanichakoon
Other author: Chulalongkorn University. Faculty of Engineering
Advisor's Email: ctawat@pioneer.chula.ac.th, Tawatchai.C@Chula.ac.th
Subjects: Particles
Gas flow
Fluid dynamics
Particles
Simulation methods
Cyclones
Issue Date: 2004
Publisher: Chulalongkorn University
Abstract: Cyclone separators have been one of the most widely used as equipment for separation or classification of particle from fluid. The improvement of cyclone performance for collecting sub-micron particles can be done by aspirating fluid stream from the upper part of dust hopper. Therefore, the main objectives of this research are to investigate of fluid flow field and particle trajectory within air cyclones and to study the effect of blowdown ratio on the collection efficiency regarding sub-micron particles and pressure drop across cyclones by using Computational Fluid Dynamics (CFD) technique. Therefore, the commercial FLUENT[superscript TM] program is employed to calculate three-dimensional of fluid dynamics and particle motion with turbulent flow in cyclones. It can be found in this research that the results of simulation of collection efficiency and pressure drop are good agreement with experimental data of Dirgo and Leith (1985), and Yoshida (1996). The Reynolds Stress Model (RSM), non-isotropic turbulent viscosity model, is better agreement with experimental results than the Standard k-epsilon and RNG-k-epsilon turbulent model. The simulated result shows that to increase collection efficiency of sub-micron particles can be done by increasing inlet air velocity or increasing ratio of blowdown. It can be found in this simulation that increasing inlet air velocity from 15 m/s to 20 m/s, the collection efficiency of particle with 1.5 micron becomes higher from 6% to 10% and the pressure drop also 80% higher. Alternatively, increasing the ratio of blowdown to 10%, the collection efficiency becomes higher from 6% to 21% and the pressure drop is increased only 10%. Therefore, to aspire air from hopper section provides the better collection efficiency and lower pressure drop than increasing inlet air velocity.
Other Abstract: เครื่องคัดแยกไซโคลนเป็นอุปกรณ์ที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลาย เพื่อแยกหรือคัดขนาดอนุภาคออกจากของไหล การปรับปรุงประสิทธิภาพของไซโคลนให้สามารถดักจับอนุภาคขนาดเล็กกว่าระดับไมครอน กระทำได้โดยการดึงของไหลออกจากส่วนบนของถังเก็บฝุ่น ดังนั้น วัตถุประสงค์หลักของงานวิจัยคือ ศึกษาการเคลื่อนที่ของของไหลและอนุภาคในก๊าซไซโคลน พร้อมทั้งศึกษาผลกระทบของอัตราการเป่าลงต่อประสิทธิภาพการดักจับอนุภาคขนาดเล็กกว่าระดับไมครอนและความดันตกคร่อมไซโคลน โดยประยุกต์ใช้วิธีการคำนวณพลศาสตร์ของไหล (CFD) ดังนั้นโปรแกรมเชิงพาณิชย์ FLUENT[superscript TM] จึงถูกนำมาใช้เพื่อคำนวณการเคลื่อนที่แบบ 3 มิติ ของของไหลและอนุภาคในสภาวะการไหลแบบปั่นป่วนในไซโคลน จากการวิจัยพบว่า ประสิทธิภาพการดักจับอนุภาคและความดันลดที่ได้จากการจำลองมีความใกล้เคียงเป็นอย่างดีกับผลการทดลองของ Dirgo and Leith (1985) และ Yoshida (1996) โดยการใช้แบบจำลอง Reynolds Stress Model (RSM) จะให้ผลการจำลองที่สอดคล้องกับผลการทดลองมากกว่าการใช้แบบจำลอง k-epsilon และ RNG-k-epsilon เนื่องจากสมมติฐานของค่าความหนืดปั่นป่วนเป็นแบบนอน-ไอโซทรอปิค ทั้งนี้ ผลการจำลองแสดงให้เห็นว่าการเพิ่มประสิทธิภาพการดักจับอนุภาคขนาดเล็กกว่าระดับไมครอน สามารถทำได้โดยการเพิ่มความเร็วอากาศ หรือการเพิ่มอัตราการเป่าลง จากการจำลองพบว่า การเพิ่มความเร็วอากาศจาก 15 เมตรต่อวินาที เป็น 20 เมตรต่อวินาที จะทำให้ประสิทธิภาพการดักจับอนุภาคขนาด 1.5 ไมครอนเพิ่มขึ้นจาก 6% เป็น 10% และความดันลดเพิ่มขึ้น 80% ในขณะที่ การเพิ่มอัตราการเป่าลงเป็น 10% จะสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการดักจับอนุภาคจาก 6% เป็น 21% โดยความดันลดจะเพิ่มขึ้นเพียง 10% เท่านั้น ดังนั้น วิธีการดึงอากาศออกจากถังเก็บฝุ่น จะทำให้เพิ่มประสิทธิภาพการดักจับอนุภาคที่มีขนาดเล็กกว่าระดับไมครอน และความดันลดได้ดีกว่าวิธีการเพิ่มความเร็วอากาศขาเข้า
Description: Thesis (M.Eng.)--Chulalongkorn University, 2004
Degree Name: Master of Engineering
Degree Level: Master's Degree
Degree Discipline: Chemical Engineering
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/2339
ISBN: 9741760264
Type: Thesis
Appears in Collections:Eng - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
KompanartKa.pdf1.75 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.