محاكي تصميم فاصل Cyclone

منهجية الحساب والمعادلات (Lapple / Shepherd-Lapple)

1. التدفق: يُجرى الحساب بالتدفق الفعلي في ظروف التشغيل. إذا أُدخل التدفق القياسي يُحوَّل بالعلاقة Q_a = Q_n·(T/273.15)·(101.325/P)، حيث P الضغط المطلق (من الارتفاع والضغط الاستاتيكي).
2. الهندسة: كل الأبعاد نسب من قطر الجسم D_c. Stairmand عالي الكفاءة: a=0.5·D_c، b=0.2·D_c، D_e=0.5·D_c، S=0.5·D_c، h=1.5·D_c، H=4·D_c، B=0.375·D_c؛ Lapple التقليدي: a=0.5·D_c، b=0.25·D_c، D_e=0.5·D_c، S=0.625·D_c، h=2·D_c، H=4·D_c، B=0.25·D_c؛ Stairmand عالي الإنتاجية: a=0.75·D_c، b=0.375·D_c، D_e=0.75·D_c، S=0.875·D_c، h=1.5·D_c، H=4·D_c، B=0.375·D_c. نسب Stairmand قيم مرجعية من الكتب الدراسية.
3. سرعة الدخول واقتراح القطر: V_i = Q / (N·a·b). يُقترح القطر عند V_i = 20 m/s بالعلاقة D_c = √(Q / (N·(a/D_c)·(b/D_c)·V_i)). إذا تجاوز الجسم الواحد 1.5 m يُزاد عدد الأجسام المتوازية N.
4. قطر القطع (Lapple): d₅₀ = √( 9·μ·b / (2π·N_e·V_i·(ρ_p−ρ_g)) )، و N_e = (1/a)·[h + (H−h)/2]. N_e عدد الدورات الفعّالة للغاز داخل الجسم: Stairmand عالي الكفاءة 5.5، Lapple التقليدي 6.0، Stairmand عالي الإنتاجية 3.67. μ لزوجة الغاز حسب درجة الحرارة (Sutherland).
5. الكفاءة: كفاءة الدرجة η(d_p) = 1 / (1 + (d₅₀/d_p)²). تُحسب الكفاءة الكلية من توزيع كتلي لوغاريتمي طبيعي (MMD، σ_g = d₈₄/d₅₀) بالعلاقة η = Σ η_i·m_i.
6. هبوط الضغط (Shepherd-Lapple): ΔP = ½·ρ_g·V_i²·N_H، و N_H = 16·a·b/D_e². N_H عدد رؤوس سرعة الدخول: Stairmand عالي الكفاءة 6.4، Lapple التقليدي 8، Stairmand عالي الإنتاجية 8.

مثال (Lapple التقليدي): Q = 10,000 m³/h، D_c = 1.0 m، T = 20 °C، ρ_p = 2,700 kg/m³ ← V_i ≈ 22.2 m/s، N_H = 8 ← ΔP ≈ 2.4 kPa، d₅₀ ≈ 4.2 µm.

النتائج تحجيم أولي، ويُفترض أن الغاز هواء. في التطبيقات عالية الحرارة أو ذات الغبار الكاشط أو اللزج أو عالي الحمل يجب التحقق من التصميم النهائي ببيانات العملية.