Experimental researches and comparison on aerodynamic parameters and cleaning efficiency of multi-level multi-channel cyclone

Abstract

Multi-level multi-channel cyclone – the lately designed air cleaning device that can remove ultra-fine 20 μm particulatematter (PM) from dusted air and reach over 95% of the overall cleaning efficiency. Multi-channel cyclone technology is based on centrifugal forces and has the resulting additional filtering process operation. Multi-level structure of cyclone allows to achieve higher air flow cleaning capacity at the same dimensions of the device, thus saving installation space required for the job, production and operating costs. Studies have examined the air flow parameters change in one–, two– and three–levels multichannel cyclone. These constructions differ according to the productivity of cleaned air under the constant peripheral and transitional (50/50 case) air flow relations. Accordance with the results of air flow dynamics – velocity distribution of multi-channel cyclone, aerodynamic resistance and efficiency can be judged on the flow turbulence, the flow channel cross-section and select the most appropriate application. Cleaning efficiency studies were carried out using fine granite and wood ashes PM. The maximum cleaning efficiency was 93.3%, at an average of 4.5 g/m3, the aerodynamic resistance was equal to 1525 Pa.

Article in Lithuanian.

Daugialygių daugiakanalių ciklonų aerodinaminių parametrų ir valymo efektyvumo eksperimentiniai tyrimai ir palyginimas

Santrauka 

Nagrinėjami daugialygiai daugiakanaliai ciklonai – naujos kartos oro valymo įrenginiai, galintys pašalinti iš užterštų oro srautų ypač smulkias kietąsias daleles nuo 2 mikronų dydžio bei pasiekti virš 95 % bendrą valymo efektyvumą. Daugiakanalių ciklonų darbas pagrįstas išcentrinių jėgų bei papildomai atsirandančio filtracijos proceso veikimu. Daugialygio ciklono konstrukcija leidžia pasiekti didesnio valomo oro srauto debitą, esant tiems patiems įrenginio matmenims, taip sutaupant įrenginio darbui reikalingą plotą, gamybos bei eksploatacines išlaidas. Atliktuose tyrimuose nagrinėjamas oro srauto parametrų kitimas vieno, dviejų ir trijų lygių daugiakanaliame ciklone, kintant valomo oro debitui, esant tolygiam 50/50 periferinio/tranzitinio oro srauto santykiui. Pagal gautą oro srauto dinamiką, greičių pasiskirstymą daugiakanalio ciklono kanaluose, nustatytą pasipriešinimą bei valymo efektyvumą galima spręsti apie srauto turbulentiškumą, srautų judėjimą kanalų skerspjūviuose ir parinkti tinkamiausią pritaikymą. Valymo efektyvumo tyrimai atlikti panaudojant granito bei medienos pelenų ypač smulkias kietąsias daleles. Didžiausias valymo efektyvumas siekė 93,3 %, esant vidutinei kietųjų dalelių 4,5 g/m3 koncentracijai, kai aerodinaminis pasipriešinimas buvo lygus 1525 Pa.

Reikšminiai žodžiai: daugialygis ciklonas, greitis, aerodinaminis pasipriešinimas, valymo efektyvumas, kietosios dalelės.

Keyword : multi-level cyclone, velocity, aerodynamic resistance, cleaning efficiency, particulate matter