The purpose of this study is to est

The purpose of this study is to establish the high-accurate prediction method of particle separation in a cyclone
separator. Numerical simulation of the swirling flows in a cyclone separator is performed by using a large eddy
simulation (LES) based on a Smagorinsky model. The validity of the simulation and the complicated flow
characteristics are discussed by comparison with experimental results. Moreover, particle motions are treated by a
Lagrangian method and are calculated with a one-way method. A performance for particle separation is predicted
from the results of the particle tracing. As results of our investigation, the influences of the inserted height of the
outlet pipe on the performance for particle separation of cyclone separator are shown.
Keywords: cyclone separator, swirling flow, particle motion, large eddy simulation
Introduction
A cyclone separator uses the centrifugal force produced
by a swirling flow to separate substances with the same
specific weight but different size. It has been widely
utilized in the refining process of powder materials.
However, the performance for separation is insufficient
for the separation accuracy required in the particle design
of the powder materials. It is thus necessary to develop
an advanced cyclone separator with high-accuracy particle
separation because the design based on the traditional
principle for separating large particles is probably
unavailable. In order to establish the attempt, it is very
essential to grasp the turbulent flow characteristics of
complicated swirling flows in the cyclone separator
because it is expected that the motion of small particles
is considerably influenced by fluctuations in the flow.
We devised an advanced tangential-type cyclone
separator, and have experimentally investigated the
turbulent characteristics of the swirling flows using the
cyclone model with simplified structure in order to make
clear the relation between the flow characteristics and the
particle separation[1～3]. In this paper, numerical simulation
of the swirling flows is performed. In previous numerical
study, Reynolds averaged numerical simulation (RANS)
has been applied to swirling flows in the cyclone
separator[4,5]. In such simulation, it is probably difficult
to predict unsteady phenomena peculiar to the swirling
flows in the cyclone separator such as oscillating motion
of vortex core and vortex breakdown. Moreover, it is
also reported that a standard model which is widely used
in RANS cannot accurately predict the flow characteristics
of swirling flows[6]. Therefore, we have proposed the
prediction method combined with the large eddy
simulation (LES) based on a Smagorinsky model[7] for
the flow field and the particle tracing with a Lagrangian
method. The validity of the method has been confirmed
through comparison with the experimental results[8]. In
this paper, we numerically investigate the particle
motions inside cyclone separators with a variety of the
height of inserted pipe, and discuss the influences on the
performance for particle separation.
Cyclone Separator
Fig.1 shows the schematic view of the cyclone
separator used in this simulation. This is the simplified
cyclone model corresponding to our previous study[1, 3].
It has a swirl chamber with a radius of 72 mm and a
height of 340 mm. The air flow enters through the top of
the swirl chamber in the tangential direction and is
exhausted through the outlet pipe with a radius of 43.2
mm, which is coaxially located below the swirl chamber.
As shown in Fig.1, the outlet pipe is installed on the
bottom of the swirl chamber (TYPE-A) or inside the
swirl chamber by 85, 113 and 170 mm from the bottom
of the swirl chamber (TYPE-B, C and D, respectively) in
order to investigate the influence of the position of the
outlet pipe of the swirl chamber on the swirling flows in
the swirl chamber. The length of outlet pipe from the
bottom of the swirl chamber is fixed at 680 mm. The
inlet mean velocity Vin, which is the bulk velocity in the
inlet duct, was about 7.8 m/s corresponding to our
experimental study. The Reynolds number based on the
radius of the swirl chamber and the inlet mean velocity
was about 37,000. The cylindrical coordinate system as
shown in Fig.1 is used and the origin is located at the
center point on the bottom of the swirl chamber.
Fig.1 Schematic view of the cyclone separator
Numerical Analysis Method
The governing equations are the Navier-Stokes equation
and the equation of continuity for incompressible viscous
flow. They are transformed into cylindrical coordinates
and the spatial filter operation is applied to them. The
finite-difference method is used for the discretization.
The variable is introduced in order to simplify the
discretization at the singular point[9]. A fractional step
method is used for the solution of the pressure. A
Smagorinsky model with van Driest wall damping
function is applied to subgrid scale (SGS) stresses. In
this computation, the Smogorinsky constant Cs is set at
0.10. All spatial terms except for the convective terms
are discretized with 2nd-order central difference scheme.
The 3rd-order modified upstream-biased finite difference
scheme is applied to the convective terms[10]. In the time
integration, the 3rd-order Adams-Bashforth method is
applied to the terms including convection and eddy
viscosity. The 2nd-order Crank-Nicolson method is used
for viscous terms.
A staggered grid system is used for variable array.
Grid spacing in the r and z directions is generated more
finely close to the wall and by a function of hyperbolic
tangent. Uniform grid spacing is adopted in the θ
direction. Fig.2 shows the computational grid for TYPE-B.
As seen in this figure, the whole computational region is
separated into two parts. Block-1and Block-2 is the
region of the swirl chamber and the outlet pipe,
respectively. Grid points for Block-1 are 64×65×128 and
those for Block-2 are 32×65×64 in the r, θ and z
directions, respectively. Non-dimensional time increment
Δt is set at 5×10-4. After the fully developed flow fields
are achieved, time history data of the 200,000 time steps
is taken in order to calculate the time average flow fields.
Neumann conditions are imposed on pressure at the
solid walls. Non-slip conditions are used for velocities on
the walls. The uniform flow is given for the inlet
conditions. Velocities on the outlet boundary are obtained
by solving Orr-Sommerfeld equations. Pressure condition
on the outlet boundary is given by the pressure equation
obtained from substituting the Orr-Sommerfeld equation
into Navier-Stokes equation in the r direction[11].
The motion of a small rigid sphere is described by
the equations of translational motion and rotational
motion[12,13]. The motion of individual particle is treated
by a Lagrangian method. The motions of fluid and
particles are computed simultaneously with the one-way
method. The fluid velocity at a particle position is
calculated by linear interpolation of the velocities at 8
grid points surrounding the particle and the velocity and rotational velocity of particles were integrated by the
3rd-order Adams-Bashforth method and the particle
position by the 2nd-order Crank-Nicolson method.
Initially, 100,000 particles are distributed randomly in
the inlet part of the swirl chamber. Particles are
lycopodium with a density of 700 kg/m3
. The diameters
dp are set at 5 μm in this simulation. Inter-particle
collisions are not considered because the solid volume
fraction is very small. Impulsive equations are solved
when particles collide with the walls [13]. A fully
developed state is used as the initial condition of the
fluid flow. The initial velocity and rotational velocity of
particles are given by the same values as those of the
fluid at each particle position.
The performance for the particle separation of the
cyclone separator is estimated by the collection rate. The
collection rate of particles is calculated by the following
equation.
100
total
ou ×= N
N t η (%) (1)
where Nout is the number of particles which flow out
from the outlet pipe and Ntotal is the total number of
particles mixed into the swirl chamber.
Results and Discussion
Mean flow field inside the swirl chamber
Fig.3 shows the 3-D mean flow field in the swirl
chamber obtained from the LES. In this figure, bold lines
display positions of the vortex core and color of the
streamlines corresponds to the magnitude of the velocity
shown in the color bar. From these figures, it is found
that the flows in the swirl chamber form the threedimensionally
spiral vortex in despite of the inserted
height of the outlet pipe. However, the differences in the
vortex formulation can be slightly seen. In case of
smaller inserted height of the outlet pipe (TYPE-A and
B), the structure of spiral vortex is remarkable. On the
other hand, in case of larger one (TYPE-C and D), plane
vortex is formed in the chamber near the inlet part. This
would be due to the decrease in the axial velocity caused
by the increase in the pressure resistance of outlet pipe.
Therefore, it is considered that the swirl number can be
changed by the adjustment of the inserted height of the
outlet pipe. The position of vortex core near the inlet part
largely deviates from the center of the swirl chamber. In
this simulation, the bias of vortex core for TYPE_B is
the largest and that for TYPE-D is the smallest. Moreover,
it can be seen that the plane vortex is formed in annular
region between the inner wall of swirl chamber and the
outer wall of the outlet pipe.
Prediction of performance for particle separation
Profile of collection rate of particle is shown in Fig.4.
The vertical axis shows the collection rate and the horizontal axis the non-dimensional time. As seen in this
figure, the collection rate η increases exponentially with
increasing time. Finally, the collection rates of about
90 % are achieved for particles with a diameter of 5 μm
in despite of the inserted height of the outlet

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

วัตถุประสงค์ของการศึกษานี้คือการ สร้างวิธีการแยกอนุภาคในพายุทายผลถูกต้องสูงตัวแยก จำลองของขั้นตอนการ swirling ในแยกไซโคลนจะดำเนินการโดยเอ็ดดี้ขนาดใหญ่การจำลอง (เลส) ตามแบบ Smagorinsky เริ่มตั้งแต่ของจำลองและขั้นตอนซับซ้อนลักษณะกล่าวถึง by comparison with ผลการทดลอง นอกจากนี้ ถือว่าอนุภาคเคลื่อนไหวโดยการวิธี Lagrangian และจะคำนวณ ด้วยวิธีทางเดียว ทำนายประสิทธิภาพการแยกอนุภาคจากผลลัพธ์ของการสืบค้นกลับของอนุภาค เป็นผลการตรวจสอบของเรา อิทธิพลของความสูงแทรกของการร้านท่อประสิทธิภาพการแยกอนุภาคของตัวแยกไซโคลนจะแสดงขึ้นคำสำคัญ: แบ่งพายุหมุน หมุนรอบไหล อนุภาคเคลื่อนไหว การจำลองขนาดใหญ่เอ็ดดี้แนะนำแยกไซโคลนใช้เหวี่ยงผลิตตามกระแส swirling การแยกสาร ด้วยเหมือนกันน้ำหนักเฉพาะแต่ขนาดแตกต่างกัน จะได้รับกันอย่างแพร่หลายใช้ในกระบวนการกลั่นของวัสดุผงอย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพการแยกมีไม่เพียงพอสำหรับแยกความถูกต้องในการออกแบบอนุภาคของวัสดุผง จึงจำเป็นต้องพัฒนาการแยกไซโคลนขั้นสูง มีความแม่นยำสูงอนุภาคแยกเนื่องจากการออกแบบตามแบบดั้งเดิมหลักในการแยกอนุภาคขนาดใหญ่จะไม่สามารถใช้งาน การสร้างความพยายาม มันเป็นมากจำเป็นต้องเข้าใจลักษณะไหลเชี่ยวของหมุนรอบซับซ้อนไหลในแยกไซโคลนเพราะคาดว่าที่การเคลื่อนไหวของอนุภาคขนาดเล็กมากได้รับอิทธิพลจากความผันผวนในการไหลเรากำหนดพายุไซโคลนชนิด tangential ขั้นสูงแยก มี experimentally อกลักษณะที่ปั่นป่วนของการหมุนรอบไหลโดยใช้การรูปแบบไซโคลน มีโครงสร้างเรียบง่ายเพื่อให้ความสัมพันธ์ระหว่างลักษณะขั้นตอนล้างและแยกอนุภาค [1～3] ในการจำลองนี้กระดาษ ตัวเลขของขั้นตอนการ swirling จะดำเนินการ ในก่อนหน้านี้เป็นตัวเลขศึกษา เรย์โนลด์ส averaged จำลอง (RANS)มีการใช้การจัดขั้นตอนในพายุหมุนรอบแยก [4,5] ในการจำลองดังกล่าว ก็คงยากเพื่อทำนายปรากฏการณ์แปลกประหลาดหมุนรอบ unsteadyขั้นตอนในการแยกไซโคลนเช่นขาเคลื่อนไหวหลัก vortex และแบ่ง vortex นอกจากนี้ มันเป็นนอกจากนี้ยัง รายงานว่า มาตรฐานรุ่นที่ใช้กันอย่างแพร่หลายใน RANS ไม่แม่นยำทำนายลักษณะการไหลของการหมุนรอบไหล [6] ดังนั้น เราได้เสนอการวิธีการพยากรณ์ร่วมกับเอ็ดดี้ขนาดใหญ่การจำลอง (เลส) ตามแบบ Smagorinsky [7] สำหรับฟิลด์ขั้นตอนและติดตามอนุภาคกับ Lagrangian เป็นวิธีการ ถูกต้องของวิธีการได้รับการยืนยันโดยเปรียบเทียบกับผลการทดลอง [8] ในกระดาษนี้ เราเรียงตามตัวเลขตรวจสอบอนุภาคเคลื่อนไหวภายในไซโคลนแยกกับความหลากหลายของการความสูงของใส่ท่อ และสนทนาอิทธิพลในการประสิทธิภาพการแยกอนุภาคไซโคลนแบ่งภาพแสดงมุมมองแผนผังตัวอย่างของพายุตัวแยกที่ใช้ในการจำลองนี้ เป็นการง่ายรุ่นไซโคลนที่สอดคล้องกับการศึกษาของเราก่อนหน้านี้ [1, 3]มีหอหมุนและรัศมี 72 มม.และสูง 340 มม. ป้อนอากาศไหลผ่านด้านบนของหมุนในทิศทางที่ tangential chamber และเป็นหมดผ่านท่อร้านและรัศมี 43.2 มม. ซึ่ง coaxially อยู่ด้านล่างหอหมุนดังแสดงในภาพ ท่อร้านติดตั้งด้านล่างของหอหมุน (ชนิด A) หรือภายในswirl หอ 85, 113 และ 170 มม.จากด้านล่างของหอหมุน (ประเภท B, C และ D ตามลำดับ) ในสั่งการตรวจสอบอิทธิพลของตำแหน่งท่อร้านหอหมุนในการหมุนรอบของไหลในหอหมุน ความยาวของท่อร้านจากด้านล่างของหอหมุนได้คงที่ 680 mm.ทางเข้าของวิน ซึ่งเป็นความเร็วขนาดใหญ่ความเร็วเฉลี่ยในการทางเข้าของท่อ ถูกประมาณ 7.8 m/s ที่สอดคล้องกับของเราศึกษาทดลอง หมายเลขเรย์โนลด์สตามรัศมีของหอหมุนและความเร็วเฉลี่ยทางเข้าของมีประมาณ 37000 ระบบพิกัดทรงกระบอกเป็นแสดงในภาพถูกใช้ และจุดเริ่มต้นอยู่ที่การจุดศูนย์กลางด้านล่างของหอหมุนภาพมุมมองมันแบ่งพายุหมุนวิธีการวิเคราะห์เชิงตัวเลขสมการควบคุมสมการของ Navier-สโตกส์และสมการของความต่อเนื่องสำหรับ incompressible ข้นขั้นตอนการ พวกเขาจะเปลี่ยนเป็นพิกัดทรงกระบอกและการอนุรักษ์พื้นที่ตัวกรองไปใช้ ที่วิธีผลต่างจำกัดใช้สำหรับการ discretizationตัวแปรเป็นที่รู้จักเพื่อทำการdiscretization จุด singular [9] ขั้นตอนที่เป็นเศษส่วนใช้วิธีการแก้ไขปัญหาของความดัน Aรุ่น Smagorinsky กับ Driest แวนผนังลดเสียงรบกวนมีใช้ฟังก์ชันกับเส้นตารางย่อยกระบวนสเกล (SGS) เครียด ในนี้คำนวณ Cs คง Smogorinsky ตั้งอยู่ที่0.10 เงื่อนไขทุกพื้นที่ยกเว้นเงื่อนไขด้วยการพามี discretized กับแผน 2 สั่งต่างกลางสั่ง 3 แก้ไขภาพขั้นต้นน้ำความแตกต่างแน่นอนประโยชน์ที่ใช้เงื่อนไขด้วยการพา [10] ในเวลารวม วิธี Adams Bashforth 3 ลำดับคือกับเงื่อนไขรวมถึงการพาและเอ็ดดี้ความหนืด ใช้วิธี Crank Nicolson 2 สั่งสำหรับเงื่อนไขความหนืดระบบกริดที่เหลื่อมกันจะใช้สำหรับตัวแปรแถวลำดับระยะห่างเส้นในทิศทาง r และ z ถูกสร้างขึ้นปิดผนัง และฟังก์ชันไฮเพอร์โบลิของประณีตแทนเจนต์ ระยะห่างระหว่างเส้นตารางเป็นรูปแบบเป็นนำในθทิศทางการ Fig.2 แสดงตารางการคำนวณสำหรับชนิดบีเห็นในรูปนี้ ภูมิภาคทั้งหมดคำนวณเป็นแบ่งออกเป็นสองส่วน 1and บล็อกบล็อก 2ภูมิภาคหอหมุนและท่อร้านตามลำดับ ตารางสำหรับบล็อก 1 คะแนน 64 × 65 × 128 และที่บล็อก 2 มี 32 × 65 × 64 r θ และ zทิศทาง ตามลำดับ เวลาไม่มีมิติเพิ่มขึ้นΔt ตั้งอยู่ที่ 5 × 10-4 หลังจากฟิลด์ขั้นตอนพัฒนาอย่างเต็มมีข้อมูลประวัติทำได้ เวลา 200000 เวลาขั้นตอนจะใช้เพื่อคำนวณเขตข้อมูลกระแสเฉลี่ยเวลา เงื่อนไข Neumann มีเก็บความดันที่การผนังทึบ เงื่อนไขการลื่นใช้ในตะกอนในผนัง การไหลสม่ำเสมอให้สำหรับทางเข้าของเงื่อนไขการ ตะกอนบนขอบเขตของร้านจะได้รับโดยแก้สมการ Orr-Sommerfeld เงื่อนไขความดันในร้านขอบเขตถูกกำหนด โดยสมการของแรงดันได้จากการแทนที่สมการของ Orr Sommerfeldลงในสมการ Navier-สโตกส์ในทิศทาง r [11]มีอธิบายการเคลื่อนที่ของทรงกลมแข็งขนาดเล็กโดยสมการ ของการเคลื่อนไหว translational และในการหมุนเคลื่อนไหว [12,13] การเคลื่อนไหวของอนุภาคแต่ละตัวจะถือว่าโดยวิธี Lagrangian เคลื่อนไหวของของเหลว และอนุภาคจะคำนวณพร้อมกันกับทางเดียววิธีการ คือความเร็วของเหลวที่ตำแหน่งที่อนุภาคคำนวณ โดยสอดแทรกเชิงเส้นของตะกอนที่ 8เส้นรอบ ๆ อนุภาค และความเร็ว และความเร็วในการหมุนของอนุภาคถูกรวมเข้าโดยการวิธีสั่ง 3 Adams Bashforth และอนุภาคตำแหน่ง โดยวิธี Crank Nicolson สั่ง 2เริ่มแรก 100000 อนุภาคกระจายแบบสุ่มในส่วนทางเข้าของของท่อหมุน มีอนุภาคlycopodium มีความหนาแน่นของ 700 kg/m3. สมมาตรdp จะตั้งที่ μm 5 ในการจำลองนี้ ระหว่างอนุภาคจะไม่มีพิจารณาตามเนื่องจากปริมาณของแข็งเศษมีขนาดเล็กมาก มีแก้ไขสมการ impulsiveเมื่ออนุภาคชนกับกำแพง [13] A ทั้งหมดรัฐที่พัฒนาแล้วใช้เป็นเงื่อนไขเริ่มต้นของการกระแสของของเหลว ความเร็วเริ่มต้นและความเร็วในการหมุนอนุภาคจะกำหนดค่าเดียวกันเป็นผู้น้ำมันในแต่ละตำแหน่งของอนุภาคประสิทธิภาพการแยกอนุภาคของตัวคาดพายุแบ่งตามอัตราการเรียกเก็บเงิน ที่มีคำนวณอัตราการเรียกเก็บเงินของอนุภาค โดยต่อไปนี้สมการ100ผลรวมซื้อ ou = NΗ t N (%) (1)Nout อยู่จำนวนอนุภาคที่ไหลออกจากร้านท่อ Ntotal เป็นจำนวนอนุภาคที่ผสมเข้าไปในหอหมุนผลและการสนทนาหมายถึง ฟิลด์ไหลภายในท่อหมุนFig.3 แสดงฟิลด์กระแส 3 มิติหมายถึงหมุนห้องที่ได้รับจากโรงแรม ในรูปนี้ ตัวหนาบรรทัดแสดงตำแหน่งของหลัก vortex และสีสรรค์สอดคล้องกับขนาดของความเร็วแสดงแถบสี จากตัวเลขเหล่านี้ มันมีอยู่ว่า ขั้นตอนในห้องหมุนแบบฟอร์มที่ threedimensionallyvortex เกลียวในมีการแทรกความสูงของท่อร้าน อย่างไรก็ตาม ความแตกต่างในการกำหนด vortex สามารถพบเห็นได้เล็กน้อย ในกรณีที่ท่อร้านขนาดเล็กแทรกสูง (ชนิด A และข โครงสร้างของเกลียว vortex ได้โดดเด่น ในการอีก ในกรณีที่มีขนาดใหญ่หนึ่ง (ชนิด C และ D), เครื่องบินvortex จะเกิดขึ้นในห้องใกล้กับทางเข้าของส่วน นี้จะเนื่องจากการลดลงของความเร็วของแกนที่ทำให้เกิดจากการเพิ่มความต้านทานแรงดันของท่อร้านดังนั้น มันถือว่า หมายเลขหมุนได้เปลี่ยนแปลง โดยการปรับปรุงความสูงแทรกของการร้านท่อ ตำแหน่งของหลัก vortex ใกล้ทางเข้าของส่วนส่วนใหญ่แตกต่างจากหอหมุน ในมีความโน้มเอียงของ vortex หลักสำหรับ TYPE_B นี้จำลองใหญ่ที่สุดและสำหรับชนิด D ที่มีน้อยที่สุด นอกจากนี้จะเห็นได้ว่า vortex เครื่องบินจะเกิดขึ้นใน annularภูมิภาคระหว่างผนังด้านในของหอหมุนและผนังด้านนอกของท่อร้านทำนายของประสิทธิภาพการแยกอนุภาคโปรไฟล์ของคอลเลกชันของอนุภาคจะแสดงใน Fig.4แกนตั้งแสดงอัตราเรียกเก็บเงินและแกนนอนไม่ใช่มิติเวลา เห็นในนี้รูป ηอัตราเรียกเก็บเงินเพิ่มขึ้นเป็นทวีคูณเมื่อมีเพิ่มเวลา ในที่สุด ราคาชุดประมาณ90% จะได้รับสำหรับอนุภาคมีเส้นผ่าศูนย์กลางของ 5 μmทั้ง ๆ ที่ในความสูงของการแทรก

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

วัตถุประสงค์ของการศึกษาครั้งนี้คือการสร้างวิธีการทำนายสูงที่ถูกต้องของการแยกอนุภาคในพายุไซโคลน
คั่น การจำลองเชิงตัวเลขของกระแสหมุนในคั่นพายุไซโคลนจะดำเนินการโดยใช้วนขนาดใหญ่
จำลอง (LES) ตามรูปแบบ Smagorinsky ความถูกต้องของการจำลองและการไหลซับซ้อน
ลักษณะจะกล่าวถึงโดยเปรียบเทียบกับผลการทดลอง นอกจากนี้การเคลื่อนไหวของอนุภาคได้รับการรักษาโดย
วิธีการลากรองจ์และมีการคำนวณด้วยวิธีการทางเดียว ผลการดำเนินงานสำหรับการแยกอนุภาคเป็นที่คาดการณ์
จากผลของการติดตามอนุภาค ในฐานะที่เป็นผลของการตรวจสอบของเรามีอิทธิพลของความสูงที่ใส่ของ
ท่อระบายกับประสิทธิภาพการทำงานสำหรับการแยกอนุภาคคั่นพายุไซโคลนจะแสดง.
คำสำคัญ: คั่นพายุไซโคลนไหลหมุนเคลื่อนที่อนุภาคจำลองวนขนาดใหญ่
บทนำ
คั่นพายุไซโคลนใช้แรงเหวี่ยง ผลิต
โดยการไหลหมุนวนการแยกสารชนิดเดียวกับที่
น้ำหนักที่เฉพาะเจาะจง แต่ขนาดที่แตกต่างกัน มันได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวาง
ใช้ในกระบวนการกลั่นของวัสดุผง.
อย่างไรก็ตามผลการดำเนินงานสำหรับการแยกไม่เพียงพอ
ต่อความถูกต้องแยกที่จำเป็นในการออกแบบอนุภาค
ของวัสดุผง มันจึงเป็นสิ่งที่จำเป็นในการพัฒนา
คั่นพายุไซโคลนขั้นสูงที่มีความแม่นยำสูงอนุภาค
แยกเพราะการออกแบบบนพื้นฐานของแบบดั้งเดิม
หลักการสำหรับการแยกอนุภาคขนาดใหญ่อาจจะ
ใช้งานไม่ได้ เพื่อสร้างความพยายามที่จะมาก
สิ่งสำคัญที่จะเข้าใจลักษณะการไหลเชี่ยวของ
กระแสหมุนที่มีความซับซ้อนในตัวคั่นพายุไซโคลน
เพราะมันเป็นที่คาดว่าการเคลื่อนไหวของอนุภาคขนาดเล็ก
ได้รับอิทธิพลอย่างมากจากความผันผวนในการไหล.
เราวางแผน tangential- ขั้นสูง พิมพ์พายุไซโคลน
คั่นและมีการสอบสวนการทดลอง
ลักษณะป่วนหมุนกระแสโดยใช้
รูปแบบพายุไซโคลนที่มีโครงสร้างง่ายในการที่จะทำให้
ชัดเจนความสัมพันธ์ระหว่างลักษณะการไหลและ
การแยกอนุภาค [1 ~ 3] ในบทความนี้จำลองเชิงตัวเลข
ของการไหลของการหมุนจะดำเนินการ ในเชิงตัวเลขก่อนหน้านี้
การศึกษานาดส์เฉลี่ยจำลองเชิงตัวเลข (RANS)
ได้ถูกนำไปใช้ในการหมุนกระแสพายุไซโคลน
คั่น [4,5] ในการจำลองเช่นนี้มันอาจจะเป็นเรื่องยาก
ที่จะทำนายปรากฏการณ์สั่นคลอนเฉพาะหมุน
กระแสในตัวคั่นพายุไซโคลนเช่นการเคลื่อนไหวส่าย
ของแกนน้ำวนและรายละเอียดกระแสน้ำวน นอกจากนี้ยังมี
รายงานว่ารูปแบบมาตรฐานซึ่งเป็นที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย
ใน RANS ถูกต้องไม่สามารถคาดการณ์ลักษณะการไหล
ของกระแสหมุน [6] ดังนั้นเราจึงได้นำเสนอ
วิธีการคาดการณ์รวมกับการไหลวนขนาดใหญ่
จำลอง (LES) ตามรูปแบบ Smagorinsky [7] สำหรับ
ข้อมูลการไหลและอนุภาคติดตามกับลากรองจ์
วิธี ความถูกต้องของวิธีการที่ได้รับการยืนยัน
โดยเปรียบเทียบกับผลการทดลอง [8] ใน
บทความนี้เราตัวเลขตรวจสอบอนุภาค
เคลื่อนไหวภายในคั่นพายุไซโคลนที่มีความหลากหลายของ
ความสูงของท่อแทรกและหารือเกี่ยวกับอิทธิพลใน
ประสิทธิภาพการทำงานสำหรับการแยกอนุภาค.
พายุไซโคลนแยก
รูปที่ 1 แสดงให้เห็นถึงมุมมองแผนผังของพายุไซโคลน
คั่นที่ใช้ในการนี้ จำลอง นี่คือง่าย
แบบพายุไซโคลนที่สอดคล้องกับการศึกษาก่อนหน้านี้ [1, 3].
แต่ก็มีห้องหมุนที่มีรัศมีของ 72 มิลลิเมตรและ
ความสูง 340 มม การไหลของอากาศผ่านเข้าสู่ด้านบนของ
ห้องหมุนในทิศทางที่สัมผัสและ
หมดผ่านท่อระบายมีรัศมี 43.2
มิลลิเมตรซึ่งตั้งอยู่ด้านล่างห้อง coaxially หมุน.
ดังแสดงในรูปที่ 1, ท่อระบายมีการติดตั้ง ที่
ด้านล่างของห้องหมุน (TYPE-A) หรือภายใน
ห้องหมุนได้ถึง 85, 113 และ 170 มมจากด้านล่าง
ของห้องหมุน (TYPE-B, C และ D ตามลำดับ) ใน
การสั่งซื้อเพื่อตรวจสอบอิทธิพลของ ตำแหน่งของ
ท่อระบายของห้องหมุนในการหมุนไหลใน
ห้องหมุน ความยาวของท่อระบายจาก
ด้านล่างของห้องหมุนคงที่ 680 มิลลิเมตร
เข้าหมายถึงความเร็วเหล้าซึ่งเป็นความเร็วที่เป็นกลุ่มใน
ท่อทางเข้าเป็นประมาณ 7.8 เมตร / วินาทีของเราสอดคล้องกับ
การศึกษาทดลอง จำนวนนาดส์ขึ้นอยู่กับ
รัศมีของห้องหมุนและทางเข้าหมายถึงความเร็ว
เป็นเรื่อง 37,000 ทรงกระบอกระบบพิกัดเป็น
ที่แสดงในรูปที่ 1 จะใช้และที่มาตั้งอยู่ที่
จุดกึ่งกลางที่ด้านล่างของห้องหมุน.
รูปที่ 1 มุมมองแผนผังของคั่นพายุไซโคลน
วิธีการวิเคราะห์เชิงตัวเลข
สมการเป็นสมการ Navier-Stokes
และสมการของความต่อเนื่องสำหรับความหนืดอัดไม่
ไหล พวกเขากลายเป็นพิกัดทรงกระบอก
และการดำเนินการกรองอวกาศถูกนำไปใช้กับพวกเขา
วิธีการ จำกัด แตกต่างกันจะใช้สำหรับการ discretization.
ตัวแปรที่ถูกนำมาใช้ในการสั่งซื้อเพื่อให้ง่ายต่อ
เนื่องที่จุดเอกพจน์ [9] ขั้นตอนบางส่วน
วิธีการที่ใช้สำหรับการแก้ปัญหาของความดัน
รูปแบบ Smagorinsky กับผนังตู้ Driest หมาด ๆ
ฟังก์ชั่นที่ใช้กับ subgrid ขนาด (SGS) ความเครียด ใน
การคำนวณนี้ Smogorinsky คง Cs ตั้งไว้ที่
0.10 ทุกแง่เชิงพื้นที่ยกเว้นเงื่อนไขไหลเวียน
จะ discretized กับ 2 คำสั่งรูปแบบที่แตกต่างกันกลาง.
3 สั่งแก้ไขต้นน้ำลำเอียงต่างสืบ
โครงการจะนำไปใช้เงื่อนไขการไหลเวียน [10] ในเวลาที่
บูรณาการ 3 วิธีการสั่งซื้ออดัมส์-Bashforth ถูก
นำไปใช้กับเงื่อนไขรวมทั้งการพาความร้อนและการไหลวน
ความหนืด 2 สั่งซื้อวิธีการหมุน-Nicolson ถูกนำมาใช้
สำหรับคำหนืด.
ระบบกริดเซจะใช้สำหรับตัวแปรอาร์เรย์.
ระยะห่างกริดในทิศทาง R z และถูกสร้างขึ้นมากขึ้น
อย่างประณีตใกล้กับผนังและฟังก์ชั่นของการผ่อนชำระ
สัมผัส ระยะห่างตารางชุดถูกนำมาใช้ในθ
ทิศทาง รูปที่ 2 แสดงให้เห็นตารางการคำนวณสำหรับ TYPE-B.
เท่าที่เห็นในรูปนี้ภูมิภาคคำนวณทั้งหมดจะถูก
แบ่งออกเป็นสองส่วน บล็อกบล็อก 1 และที่ 2 เป็น
พื้นที่ของห้องหมุนและท่อระบาย,
ตามลำดับ จุดกริดหา Block-1 เป็น 64 × 65 × 128 และ
ผู้ที่หา Block-2 มี 32 × 65 × 64 R, θ z และ
ทิศทางตามลำดับ เวลาที่ไม่ได้เพิ่มมิติ
Δtตั้งไว้ที่ 5 × 10-4 หลังจากที่กระแสการไหลของการพัฒนาอย่างเต็มที่
จะประสบความสำเร็จ, ข้อมูลประวัติเวลาในขั้นตอนเวลา 200,000
ถูกนำมาเพื่อที่จะคำนวณระยะเวลาที่กระแสการไหลเฉลี่ย.
นอยมันน์เงื่อนไขที่กำหนดไว้ในความดันที่
ผนังทึบ เงื่อนไขกันลื่นใช้สำหรับความเร็วบน
ผนัง การไหลสม่ำเสมอจะได้รับสำหรับเข้า
เงื่อนไข ความเร็วในขอบเขตเต้าเสียบจะได้รับ
โดยการแก้สมการออร์-Sommerfeld สภาพความดัน
ที่ชายแดนเต้าเสียบจะได้รับจากสมการความดัน
ที่ได้จากสมการแทนออร์-Sommerfeld
เป็นสมการ Navier-Stokes ในทิศทาง R [11].
การเคลื่อนที่ของทรงกลมขนาดเล็กและแข็งอธิบายโดย
สมการการเคลื่อนที่การแปลและการหมุน
การเคลื่อนไหว [12,13] การเคลื่อนที่ของอนุภาคของแต่ละบุคคลได้รับการปฏิบัติ
ด้วยวิธีการลากรองจ์ การเคลื่อนไหวของของเหลวและ
อนุภาคจะคำนวณพร้อมกันกับทางเดียว
วิธี ความเร็วของไหลที่ตำแหน่งของอนุภาคจะ
คำนวณโดยสอดแทรกเชิงเส้นของความเร็วที่ 8
จุดรอบอนุภาคและตารางความเร็วและความเร็วการหมุนของอนุภาคที่ถูกบูรณาการโดย
3 วิธีการสั่งซื้ออดัมส์-Bashforth และอนุภาค
ตำแหน่งโดย 2 สั่ง วิธีการหมุน-Nicolson.
ในขั้นต้น 100,000 อนุภาคมีการกระจายแบบสุ่มใน
ส่วนที่ทางเข้าของห้องหมุน อนุภาคมี
Lycopodium ที่มีความหนาแน่น 700
กก. / m3 เส้นผ่าศูนย์กลาง
DP จะถูกตั้งไว้ที่ 5 ไมครอนในการจำลองนี้ ระหว่างอนุภาค
ชนกันจะไม่ถือว่าเป็นเพราะปริมาณของแข็ง
ส่วนมีขนาดเล็กมาก สมห่ามจะแก้ไข
เมื่ออนุภาคชนกับผนัง [13] อย่างเต็มที่
รัฐพัฒนาจะใช้เป็นเงื่อนไขเริ่มต้นของ
การไหลของของไหล ความเร็วเริ่มต้นและความเร็วการหมุนของ
อนุภาคที่จะได้รับจากค่าเช่นเดียวกับบรรดาของ
ของเหลวที่ตำแหน่งของอนุภาคแต่ละ.
ประสิทธิภาพการทำงานสำหรับการแยกอนุภาค
คั่นพายุไซโคลนประมาณจากอัตราการจัดเก็บ
อัตราการจัดเก็บของอนุภาคมีการคำนวณโดยต่อไปนี้
สม.
100
ทั้งหมด
อู× = ไม่มี
? n T η (%) (1)
ที่ Nout คือจำนวนของอนุภาคที่ไหลออกมา
จากท่อระบายและ Ntotal เป็นจำนวนรวมของ
อนุภาคผสม เข้าไปในห้องหมุน.
และอภิปรายผล
การไหลหมายถึงภายในห้องหมุน
รูปที่ 3 แสดงให้เห็น 3-D หมายถึงการไหลของข้อมูลในการหมุน
ห้องที่ได้รับจาก LES ในรูปนี้เส้นหนา
แสดงตำแหน่งของแกนน้ำวนและสีของ
คล่องตัวสอดคล้องกับขนาดของความเร็ว
ที่แสดงในแถบสี จากตัวเลขเหล่านี้ก็จะพบ
ว่ากระแสในห้องหมุนรูปแบบ threedimensionally
น้ำวนเป็นเกลียวในแม้จะแทรก
ความสูงของท่อระบาย อย่างไรก็ตามความแตกต่างใน
สูตรน้ำวนสามารถมองเห็นได้เล็กน้อย ในกรณีที่มี
ความสูงแทรกขนาดเล็กของท่อระบาย (TYPE-และ
B), โครงสร้างของน้ำวนเป็นเกลียวได้อย่างน่าทึ่ง ใน
ทางกลับกันในกรณีของหนึ่งขนาดใหญ่ (TYPE-C และ D) เครื่องบิน
วนจะเกิดขึ้นในห้องใกล้กับส่วนทางเข้า นี้
จะเป็นผลมาจากการลดลงของความเร็วตามแนวแกนที่เกิด
จากการเพิ่มขึ้นในความต้านทานแรงดันของท่อระบาย.
ดังนั้นจึงจะถือได้ว่าจำนวนการหมุนที่สามารถ
เปลี่ยนแปลงได้โดยการปรับความสูงของที่ใส่
ท่อระบาย ตำแหน่งของแกนวนใกล้ส่วนที่ไหลเข้า
ส่วนใหญ่เบี่ยงเบนไปจากศูนย์กลางของห้องหมุน ใน
การจำลองนี้อคติของแกนน้ำวนสำหรับ TYPE_B เป็น
ที่ใหญ่ที่สุดและว่าสำหรับ TYPE-D เป็นที่เล็กที่สุด นอกจากนี้
ก็จะเห็นได้ว่าน้ำวนเครื่องบินจะเกิดขึ้นในรูปวงแหวน
ภูมิภาคระหว่างผนังด้านในของห้องหมุนและ
ผนังด้านนอกของท่อระบาย.
การทำนายผลการดำเนินงานสำหรับการแยกอนุภาค
ดูรายละเอียดของอัตราการสะสมของอนุภาคจะแสดงในรูปที่ 4
แกนแนวตั้งแสดงให้เห็นถึงอัตราการจัดเก็บและแนวนอนแกนเวลาไม่มิติ เท่าที่เห็นใน
รูปอัตราการจัดเก็บηเพิ่มขึ้นชี้แจงกับ
เวลาที่เพิ่มขึ้น ในที่สุดอัตราการสะสมของเกี่ยวกับ
90% จะประสบความสำเร็จสำหรับอนุภาคที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 5 ไมครอน
ในแม้จะมีความสูงที่ใส่ของร้าน

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

การวิจัยครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อสร้างสูงถูกต้องทำนายวิธีแยกอนุภาคในไซโคลน
คั่น การจำลองเชิงตัวเลขของการไหลหมุนไซโคลนแยกจะถูกดำเนินการโดยใช้การจำลองเอ็ดดี้
ขนาดใหญ่ ( LES ) ตามรูปแบบ smagorinsky . ความถูกต้องของการจำลองและการไหล
ซับซ้อนลักษณะกล่าวถึง โดยการเปรียบเทียบกับผลการทดลองนอกจากนี้ การเคลื่อนไหวของอนุภาคจะรักษาโดยวิธีคำนวณ
ลากรองจ์ด้วยวิธีทางเดียว การแสดงเพื่อแยกอนุภาคคาด
จากผลของอนุภาคการติดตาม . ขณะที่ผลของการสืบสวนของเรา อิทธิพลของแทรก ความสูงของ
ท่อระบายในการปฏิบัติสำหรับการแยกอนุภาคของไซโคลนจะถูกแสดง .
คำสำคัญ : คั่นไซโคลนการไหลหมุนวนของอนุภาคเคลื่อนไหวใหญ่จำลอง

แนะนำไซโคลนแยกใช้แรงเหวี่ยงผลิต
โดยที่มีการไหลแบบหมุนควงเพื่อแยกสารด้วยเหมือนกัน
เฉพาะน้ำหนัก แต่ขนาดต่างกัน มันถูกใช้อย่างกว้างขวางในกระบวนการกลั่น

ของวัสดุผง แต่ประสิทธิภาพไม่เพียงพอ
แยกสำหรับการแยกความถูกต้องที่จำเป็นในการออกแบบ
ของอนุภาคผงวัสดุ มันจึงต้องมีการพัฒนาขั้นสูงพายุไซโคลนคั่นด้วย

แยกอนุภาคสูงเพราะการออกแบบตามหลักการดั้งเดิม
สำหรับแยกอนุภาคขนาดใหญ่อาจ
ไม่ว่างครับ เพื่อสร้างความพยายาม มันเป็นสิ่งจำเป็นที่จะเข้าใจมาก

ป่วนลักษณะการไหลของซับซ้อนหมุนไหลในพายุไซโคลนคั่น
เพราะคาดว่าการเคลื่อนไหวของอนุภาคขนาดเล็ก
มีอิทธิพลมาก โดยความผันผวนของการไหล
เราวางแผนขั้นสูงสัมผัสประเภทพายุหมุน
คั่นและมีไดนามิคส์
ลักษณะของการไหลปั่นป่วนหมุนไซโคลน รูปแบบโครงสร้างง่าย

เพื่อให้เคลียร์ความสัมพันธ์ระหว่างพฤติกรรมการไหลและการแยกอนุภาค 1 ～
[ 3 ] ในกระดาษนี้
การจำลองเชิงตัวเลขของการไหลไหลจะดําเนินการ ในการศึกษาเชิงตัวเลข
ก่อนหน้านี้ เรย์โนลด์ เฉลี่ยเชิงตัวเลข ( เรนส์ )
ได้ถูกนำมาใช้เพื่อหมุนไหลในไซโคลน
คั่น [ 4 , 5 ] ในการจำลองสถานการณ์ มันคงยาก
เพื่อทำนายปรากฏการณ์แปลกประหลาดที่จะไม่หมุน
ไหลในไซโคลนเช่นการเคลื่อนไหวของแกนและสลายน้ำวนน้ำวน
สั่น . นอกจากนี้ยังมีรายงานว่านางแบบ

มาตรฐานซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในเรนส์ไม่สามารถถูกต้องทำนายลักษณะการไหลของกระแสหมุน
[ 6 ] ดังนั้นเราจึงได้เสนอวิธีพยากรณ์รวมกับ

วนขนาดใหญ่จำลอง ( LES ) ตามรูปแบบ [ 7 ] smagorinsky
และสนามการไหลอนุภาคติดตามด้วยระบบ
วิธี ความถูกต้องของวิธีการได้รับการยืนยันโดยการเปรียบเทียบกับผลการทดลอง
[ 8 ] ใน
บทความนี้เราสามารถตรวจสอบอนุภาค
การเคลื่อนไหวภายในไซโคลนแยกกับความหลากหลายของ
ความสูงใส่ท่อ และกล่าวถึงอิทธิพลบน
ประสิทธิภาพเพื่อแยกอนุภาค .

พายุไซโคลนคั่น”แสดงดูแผนผังของพายุไซโคลน
คั่นที่ใช้ในการจำลองนี้ นี้เป็นแบบง่าย
ไซโคลนแบบที่สอดคล้องกับการศึกษาก่อนหน้าของเรา [ 1 , 3 ] .
มันมีห้องหมุนด้วยรัศมี 72 mm และ
ความสูง 340 mm อากาศไหลเข้ามาทางด้านบนของห้อง
หมุนในทิศทางแนวและ
หมดผ่านร้านท่อด้วยรัศมี 90
มิลลิเมตร ซึ่งเป็น coaxially ตั้งอยู่ด้านล่างหมุน ห้อง
ดัง” เต้าเสียบท่อที่ติดตั้งบน
ด้านล่างของห้องหมุน ( - A ) หรือภายใน
หมุนห้อง 85 113 และ 170 มม. จากด้านล่าง
ของการหมุน ( ห้อง Type C และ D ตามลำดับ )
เพื่อศึกษาอิทธิพลของตำแหน่งของ
ร้านท่อของห้องบนหมุนหมุนหมุนไหล
Chamber ความยาวของท่อขาออกจาก
ด้านล่างของหมุนห้องที่ 680 มิลลิเมตร
หมายถึงความเร็วเข้าวิน ซึ่งมีความเร็วมากใน
เข้าท่อ ประมาณ 7.8 M / S ที่สอดคล้องกับการศึกษาของเรา

เลขเรย์โนลด์ตาม
รัศมีของหมุนและหอการค้าปากน้ำหมายถึงความเร็ว
ประมาณ 37000 ระบบพิกัดทรงกระบอกเป็น
แสดงใน”คือการใช้และที่มาตั้งอยู่ที่
ศูนย์จุดที่ด้านล่างของห้องดูหมุน .
”แผนผังของพายุไซโคลนคั่น

วิธีเชิงตัวเลขการวิเคราะห์สมการเป็นสมการ
navier Stokes และสมการความต่อเนื่องสำหรับอัดหนืด
ไหล พวกเขาจะกลายเป็นทรงกระบอกพิกัด
และการใช้ตัวกรองเชิงพื้นที่ของพวกเขา
ผล เป็นวิธีที่ใช้สำหรับค่า .
ตัวแปรที่เป็นแนะนำเพื่อลดความซับซ้อนในที่จุดเอกพจน์ค่า
[ 9 ] วิธีขั้นเศษส่วน
ใช้โซลูชั่นของความดัน เป็นรูปแบบ smagorinsky
กับรถตู้แห้งผนังหมาดๆ
ฟังก์ชันใช้มาตราส่วน subgrid ( SGS ) ความเครียด ใน
การคำนวณนี้การ smogorinsky คงที่ CS ตั้งอยู่ที่
0.10 . ทุกพื้นที่ยกเว้นเงื่อนไขข้อตกลงการออกแบบ
แบบจุดสั่งซื้อ 2 กลางแตกต่างกับโครงการ เพื่อแก้ไข
3
ลำเอียงเหนือขอบเขตความแตกต่างนี้ใช้กับเงื่อนไขโดย [ 10 ] ในการสั่ง 3 เวลา

bashforth อดัมส์วิธีใช้เงื่อนไข รวมถึงการพาและเอ็ดดี้
ความหนืด2 วิธีที่ใช้เพื่อเหวี่ยงนิโคลสัน
คำศัพท์หนืด
ระบบกริดเป็นโงนเงนใช้ตัวแปรอาร์เรย์ .
ตารางระยะห่างใน R และ ซีเส้นทางถูกสร้างขึ้นเพิ่มเติม
ให้ชิดกับผนัง และฟังก์ชันไฮเพอร์โบลิกแทนเจนต์
. ช่องว่าง : เครื่องแบบเป็นบุตรบุญธรรมในθ
ทิศทาง fig.2 แสดงตารางการคำนวณสำหรับ type-b.
ตามที่เห็นในรูปนี้ ภูมิภาค การคำนวณทั้งหมดจะ
แยกออกเป็นสองส่วน block-1and block-2 เป็น
ภูมิภาคของหมุนและหอการค้าร้านท่อ
ตามลำดับ ตารางคะแนน block-1 เป็น 64 × 65 × 128
ผู้ block-2 เป็น 32 × 65 × 64 ใน R , θและ Z
เส้นทางตามลำดับ เพิ่มมิติΔ T
เวลาไม่ตั้งไว้ที่ 5 × 10-4 . หลังจากการพัฒนาอย่างเต็มที่ไหลเขต
สำเร็จ เวลา ข้อมูลประวัติของ 200000 เวลาขั้นตอน
ถ่ายเพื่อคำนวณค่าเฉลี่ยของเวลาการไหลของเขตข้อมูล
เงื่อนไขนอยมันน์กำหนดในความดันที่
ผนังทึบ เงื่อนไขการจัดส่ง ไม่ใช้ความเร็วบน
ผนัง การไหลสม่ำเสมอให้เงื่อนไขเข้า

ความเร็วบนเต้าเสียบเขตแดนได้
แก้ ออร์ ซอมเมอร์เฟลด์สมการ แรงดันสภาพ
บนเต้าเสียบ ขอบเขตจะได้รับโดยความดันสมการ
ที่ได้จากการเปลี่ยน ออร์ ซอมเมอร์เฟลด์สมการ
เป็น navier สโตสมการใน R ทิศทาง [ 11 ] .
การเคลื่อนไหวของเล็กแข็งทรงกลมถูกอธิบายด้วย

และสมการของการเคลื่อนไหวสำหรับการหมุนเคลื่อนไหว [ 12 , 13 ‘ ] การเคลื่อนที่ของอนุภาคแต่ละตัวจะถือว่า
โดยระบบวิธี การเคลื่อนที่ของของไหลและอนุภาคจะคำนวณพร้อมกัน
ด้วยวิธี ?

ความเร็วของอนุภาคที่คำนวณโดยการประมาณตำแหน่ง
เชิงเส้นของความเร็วที่ 8
ตารางคะแนนรอบอนุภาคและความเร็วและความเร็วการหมุนของอนุภาคเป็นแบบบูรณาการโดย
สั่ง 3 อดัมส์ bashforth วิธีการและตำแหน่งของอนุภาค
โดยสั่งซื้อ 2 ข้อเหวี่ยง นิโคลสัน )
ตอนแรกอนุภาค 100000 กระจายแบบสุ่มใน
เข้าเป็นส่วนหนึ่งของ Swirl Chamber อนุภาค
ยอดจำหน่ายที่มีความหนาแน่นของ 700 kg / m3
ขนาด
DP ตั้งค่าไว้ที่ 5 μ M ในแบบจำลองนี้ ระหว่างอนุภาค
ไม่ถือว่าเป็นเพราะปริมาณของแข็ง
เศษส่วนมีขนาดเล็กมาก สมการห่ามจะหมดไป
เมื่ออนุภาคชนกับผนัง [ 13 ] อย่างเต็มที่
พัฒนารัฐจะใช้เป็นเงื่อนไขเริ่มต้นของ
การไหลของของไหลความเร็วเริ่มต้นและความเร็วการหมุนของอนุภาคจะถูกกำหนดโดยค่า

เหมือนกับของอนุภาคของเหลวที่แต่ละตำแหน่ง
ประสิทธิภาพสำหรับอนุภาคการแยก
พายุไซโคลนคั่นไว้โดยการเก็บคะแนน
คอลเลกชันเท่ากันของอนุภาคคำนวณโดยสมการต่อไปนี้
.

รวม 100 = N

อุ๊× n t η ( 1 )
( % )ที่ออกมาคือจำนวนของอนุภาคซึ่งไหลออกมาจากร้านท่อ และ ntotal

คือจำนวนของอนุภาคผสมเข้าไปหมุน ห้องสนทนา

ผลและสนามการไหลเฉลี่ยภายในห้องหมุน
fig.3 แสดง 3 มิติ หมายถึงสนามการไหลในการหมุน
ห้องที่ได้รับจาก เลส ในรูปนี้แสดงตำแหน่งของเส้น

และน้ำวนหลักสีหนาช่วยเพิ่มความคล่องตัวสอดคล้องกับขนาดของความเร็ว
แสดงในแถบสี . จากตัวเลขเหล่านี้ พบ
ที่ไหลในรูปแบบห้องหมุนเกลียวน้ำวนใน threedimensionally

แม้ของแทรก ความสูงของร้านท่อ อย่างไรก็ตาม ความแตกต่างในการกำหนด
Vortex สามารถเล็กน้อยที่เห็น ในกรณีของ
ขนาดเล็กแทรกความสูงของท่อและเต้าเสียบ - A :
b )โครงสร้างของเกลียวน้ำวนน่าทึ่ง บนมืออื่น ๆในกรณีของ
, ขนาดใหญ่ ( type-c และ D ) , Vortex เครื่องบิน
จะเกิดขึ้นในส่วนห้องใกล้ปากน้ำ นี้
จะลดลงในความเร็วตามแนวแกนที่เกิด
โดยเพิ่มขึ้นในความต้านทานแรงดันของท่อเต้าเสียบ .
จึงถือว่าหมุนหมายเลขสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยการปรับค่า

ใส่ความสูงของท่อเต้าเสียบ ตำแหน่งของ Vortex หลักใกล้ปากน้ำส่วน
ไปเบี่ยงเบนไปจากศูนย์กลางของ Swirl Chamber ใน
จำลองนี้ มีหลักสําหรับ type_b vortex คือ
ที่ใหญ่ที่สุดและที่ type-d มันเล็กที่สุด โดย
จะเห็นได้ว่า เครื่องบิน วอร์เท็กซ์จะเกิดขึ้นในเขตวงแหวน
ระหว่างผนังด้านในของห้องหมุนและผนังด้านนอกของร้าน

ท่อ .การทำนายสมรรถนะของอนุภาคการแยก
โปรไฟล์ของคอลเลกชันของอนุภาค ซึ่งจะแสดงใน fig.4 .
แกนแนวตั้งแสดงคอลเลกชันเท่ากันและแกนนอนไม่ใช่มิติเวลา ตามที่เห็นในรูปนี้
, อัตราการเก็บηเพิ่มขึ้นชี้แจงกับ
เวลาเพิ่มขึ้น ในที่สุด , คอลเลกชันราคาประมาณ
90% สำเร็จสำหรับอนุภาคที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 5
M μถึงอย่างไรก็ตามเมื่อความสูงของร้าน