خلاصه:
سيكلونها در يك تقسيم بندي كلي در دو بخش انتقال و تفكيك مواد و تصفيه هوا بكار مي روند، در زمينه انتقال مواد مكانيزم هاي هوايي متنوعي بكار گرفته مي شوند كه در اكثر آنها از سيكلون  بعنوان عضوي مهم در جداسازي استفاده مي شود. تصفيه هوا نيز به كمك سيستمهاي هوايي فوق البته بصورت ساده تر توسط سيكلون هاي انجام مي شود. آنچه در اين مقاله دنبال مي كنيم كاربرد سيكلون  در جابجايي مواد است. بررسي رفتار سيال در سيكلون  و مكانيزم هوايي آن، شناخت پارامترهاي مهم سيستم و در نهايت طراحي يك الگوي ساده از سيكلون  و سيستم هوايي آن عمده بحث ما خواهد بود.

مقدمه :
امروزه با توجه به توسعه و گسترش صنايع مختلف و لزوم نقل و انتقال مواد، تجهيزات جابجايي و تفكيك بصورت گسترده اي پيشرفت نموده اند. سيستمهاي متنوع اعم از ساده و پيچيده با توجه به شرايط موجود بكار مي روند تا مواد سريعتر، سالمتر و كم هزينه تر به مقصد برسند. در اين ميان سيستمهاي انتقال هوايي نقش عمده اي ايفا مي كنند. شناخت سيكلون  را با بررسي مختصري از اين سيستمها آغاز مي كنيم. از جمله مهمترين سيستمهاي انتقال هوايي مي توان به بالابرهاي هوايي، نقاله هاي هوايي و نقاله هاي ثقلي هوايي اشاره كرد، كه هر كدام مكانيزم هاي خاص خود را دارند. در اين ميان به بررسي اجمالي نقاله هاي بادي مي پردازيم.
 اين نقاله ها با مكانيزم هاي كم و بيش مشابهي كار مي كنند. مكانيزم هاي مكشي، فشاري، مكش- فشار، جريان ثقلي و ونتوري، الگوهاي متداول اين نقاله ها هستند. اساس كار الگوي مكشي را مي توان اينگونه بيان كرد كه: ذرات سنگين تر طي حركت گردابي مشخصي از جريان هوا جدا شده تخليه مي شوند و ساير ذرات بهمراه هوا از خروجي بالاي سيكلون  خارج مي شوند. بر اساس تنوع مواد و طرح تفكيكي مورد نظر مي توان تعداد سيكلون ها را افزايش داد. (شكل1و2). حال اگر همين فرآيند در اثر دمش صورت بگيرد مكانيزم فشاري خواهد بود. در اين بحث الگوي انتخاب شده مدل مكشي است كه دمش را نيز مي توان به آن ضميمه كرد.

  سيكلون  در نقاله هاي هوايي و كاربردهاي صنعتي: 
 سيكلون (Cyclone) در لغت به معناي باد تند و گردباد است و از لحاظ مهندسي مكانيك به دستگاهي مخروطي شكل گفته مي شود كه با استفاده از خاصيت گريز از مركز كار مي كند و براي عملياتی مانند جمع آوري ذرات و مواد نرم بكار مي رود.

 انواع سيكلون  ها 
 سيكلون  ها را از لحاظ نحوه حركت جريان سيال به سه بخش تقسيم مي كنند.

الف- سيكلون  هايي با لوله ورودي مماس بر بدنه:
مدل اصلي اين سيكلون  ها به همراه تشريح نيروهاي وارد شده بر ذرات در شكل 2 نشان داده شده است.

ب- سيكلون  هاي جريان محوري:
در اين سيكلون  ها جريان چرخشي توسط پره هاي هدايت كننده ايجاد مي شود و ذرات تحت اثر نيروي گريز از مركز به طرف ديواره خارجي پرتاب شده و از شكاف هاي جدار تخليه مي شوند.

ج- سيكلون  هاي جريان محوري نوع جريان بازگشتي:
جريان گاز بهمراه ذرات بصورت محوري وارد سيكلون  مي شود و بعد از عبور از ميان پره ها و ايجاد جريان چرخشي، گاز تميز از لوله داخلي خارج مي شود.

الگوي جريان گاز Prockat
از ميان الگوهاي مطرح شده در اين زمينه الگوي فوق بعنوان مدل متداول مطرح است. شكل 3 توزيع سرعت در سيكلون ي كه توسط Prockat در سال 1930 تحليل شده است نشان مي دهد. نتايج آزمونهاي انجام شده اين نكته را يادآور مي شود كه توزيع سرعت گاز در سيكلون  در ناحيه مركزي بصورت جريان گردابي تحت اثر نيرو مي باشد، حال آنكه در نزديكي بخش خارجي بصورت جريان گردابي آزاد مي باشد. جهت تحليل بهتر جريان به بررسي توزيع سرعت هاي مماسي در مدل گرداب رانكين مي پردازيم. اين مدل بوسيله يك گرداب آزاد و يك گرداب تحت بار توصيف مي شود (شكل 4-3). در اين شكل علامت  معرف سرعت زاويه اي و علامت   متوسط چرخش را عنوان مي كند. توزيع فشار استاتيك نيز در شكل بيان شده است. با توجه به فرمول هايي كه در تصوير عنوان شده است، اختلاف فشار استاتيك برابر است با

كاربردهاي صنعتي سيكلون  در جابجايي مواد ريز: 
 تخليه كنهاي هوايي در ايستگاه هاي بارگيري و پايانه هاي بزرگ نمونه اي از استفاده صنعتي نقاله هاي بادي بشمار مي روند. دستگاه هايي كه در اين پايانه ها استفاده مي شوند قادر به تخليه و بارگيري 400 تا 1000 تن ماده در ساعت هستند. نازل هاي مكشي و لوله هاي ورودي كه براي هر واحد تخليه بصورت جفت بكار مي روند، بوسيله برج هاي فولادي حمل مي شوند كه مجهز به پمپ هاي مكش، توزين كننده اتوماتيك، فيلتر و ساير ابزارها مي باشند. در سالهاي اخير استفاده از واحدهاي ساحلي قابل حمل بطور وسيعي گسترش يافته است. اين واحدهاي كوچك از 100 تا 150 تن در ساعت ظرفيت انتقال دارند (شكل 5).

منبع قدرت اين واحدها معمولا موتور ديزل است. با ايجاد ناوگان هايي از واحدهاي گوناگون كاربران قادرند عمليات  متنوعي انجام دهند.  

ادامه دارد...