Bir Dinamik Seperator İncelemesi: Modal Analiz ve Campbell Diagramının Oluşturulması

Abstract

Akışkan yataklar, akışkan enerjili değirmenler vb. ekipmanlarda parçacıkların boyutlarına göre sınıflandırılması oldukça kritik bir işlem olabilmektedir. Özellikle sürekli süreçlerde sınıflandırma işlemlerinin verimli ve hızlı olması, süreçlerin verimliliğini doğrudan etkileyen unsurlardır. Literatürde “dinamik seperatör” adıya bilinen ekipmanlar, süreç boyunca aerosol akış içerisindeki parçacıkları iriliğine göre mikron mertebesinde sınıflandırırlar. Bir çok farklı tasarıma sahip olabilen bu parçalar genel olarak; bir rotor yardımıyla yüksek hızlarda döndürülen ve üzerinde yarıkları bulunan silindirik bir yapıya sahiptirler. Aerosol akışı dinamik separatör üzerindeki yarıklardan geçer, bu parça hızla dönerek büyük parçaların geçişine izin vermez. Dinamik seperatorlerin geçirgenliğini
etkileyen bir çok parameter mevcuttur. Bunlardan seperator geometrisi, aerosol debisi ve dönme hızı en bariz olanlarıdır. Dinamik seperatörün dönme hızı, kontrolü ve takibi kolay bir parametredir. Dönme hızının sınırları yapılacak sınıflandırma işleminin sınırlarını ortaya koyar. Bu çalışmanın amacı, tasarımı gerçekleştirilen dinamik seperatörün modal analizini sonlu elemanlar metodu kullanarak gerçekleştirmek, tasarımın mod şekillerini belirlemek ve Campbell diagramını oluşturmaktır. Çalışma sonucunda elde edilen bilgiler ışığında parçanın dönme hızının kritik değerleri ve böylece hangi dönme hızlarında parçanın kullanımının sakıncalı olduğu belirlenmiştir. 0 rad/s ve 2512 rad/s arasında değişen dönme hızları için modal analiz gerçekleştirildiğinde kritik hızların 1190.5 rad/s, 1700.9 rad/s ve 2417.7 rad/s olduğu belirlenmiştir.