Tesi etd-07022024-152316 |
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Tipo di tesi
Tesi di laurea magistrale
Autore
ROOHOLAMIN, NADIM
URN
etd-07022024-152316
Titolo
Analisi CFD ed ottimizzazione delle prestazioni di un separatore ciclonico
Dipartimento
INGEGNERIA CIVILE E INDUSTRIALE
Corso di studi
INGEGNERIA AEROSPAZIALE
Relatori
relatore Prof. Mariotti, Alessandro
relatore Ing. Giusti, Simone
relatore Ing. Cagnoni, Michael
relatore Ing. Giusti, Simone
relatore Ing. Cagnoni, Michael
Parole chiave
- cfd
- ciclone
- dinamica vorticosa
- particolato
- polveri
- separatore ciclonico
Data inizio appello
25/07/2024
Consultabilità
Non consultabile
Data di rilascio
25/07/2094
Riassunto
Il cammino dell'uomo su questa terra, da quando à apparsa in lui la coscienza, è costellato da esseri che hanno segnato profondamente la storia dell'umanità.
Fra questi meritano particolare attenzione quei grandi spiriti che, mossi dal desiderio di ricerca, hanno lavorato nel campo del pensiero e delle scienze per scoprire i segreti del mondo e le sue leggi, contribuendo cosi al progresso evolutivo dell'umanità.
La fluidodinamica è una delle discipline più complesse che esistano; essa è in costante evoluzione, soggetta a continue scoperte e sottoposta a studi d'ogni genere. E' la branca della meccanica dei fluidi che studia il comportamento dei liquidi e dei gas in movimento. La risoluzione di un problema fluidodinamico comporta, in genere, la risoluzione (analitica o numerica) di complesse equazioni differenziali per il calcolo di diverse proprietà del fluido tra cui la velocità, la pressione, la densità o la temperatura, in funzione della posizione nello spazio e nel tempo.
Una branca della fluidodinamica è l'aerodinamica: questa infatti si concentra sullo studio della dinamica dei gas, in particolare l'aria, e della loro interazione con i corpi solidi.
In questo progetto viene analizzata l'aerodinamica interna di un separatore ciclonico al fine di migliorarne le prestazioni sia in termini di efficienza che in termini di portata di aspirazione.
Il separatore ciclonico in questione è il V500 dell'azienda Sigma Ingegneria, con la quale collaborazione è stato fatto questo lavoro; infatti tutto il progetto è realizzato per il bando IFEM a cui partecipa la sezione FALMAC dell'azienda sopra citata.
Questa specifica macchina trova applicazione nei calzaturifici di lusso; dunque lo scopo è quello di aspirare l'aria in uscita da ulteriori macchine di lavorazione delle calzature e separare le polveri da questa, affinchè non finiscano nell'ambiente circostante.
L'operato si suddivide in tre parti: la prima riguarda l'ottimizzazione del separatore ciclonico denominato V500, togliendo il filtro conico interno, evidenziando prima i limiti di quello attualmente in uso e successivamente, in seguito ad uno studio approfondito, mettendo in luce alcune possibili soluzioni che permettono di ottenere un risultato finale migliore; la seconda riguarda l'ottimizzazione dello stesso ciclone appena citato ma con il filtro conico interno, per cercare di rispondere all'esigenza di avere una ridondanza dal punto di vista del filtraggio, essendo altrimenti presente soltanto un filtro H13 esterno; la terza riguarda il progetto di un nuovo separatore ciclonico seguendo le tabelle da manuale di progettazione di queste macchine e rispettando alcuni vincoli operativi richiesti dall'azienda stessa.
Il tutto si conclude con le osservazioni finali che scaturiscono dallo studio effettuato e la pianificazione dei passi successivi che l'azienda vorrà intraprendere per continuare a migliorare la macchina già in uso.
The journey of humanity on this earth, ever since consciousness appeared within us, is marked by individuals who have profoundly influenced the course of human history. Among these, special attention is deserved by those great minds who, driven by the desire for discovery, have worked in the realms of thought and science to uncover the secrets of the world and its laws, thereby contributing to the evolutionary progress of humanity.
Fluid dynamics is one of the most complex disciplines that exist; it is constantly evolving, subject to continuous discoveries, and subjected to studies of all kinds. It is the branch of fluid mechanics that studies the behavior of liquids and gases in motion. Solving a fluid dynamic problem generally involves the (analytical or numerical) solution of complex differential equations to calculate various properties of the fluid, including velocity, pressure, density, or temperature, as a function of position in space and time. A branch of fluid dynamics is aerodynamics: it focuses on the study of the dynamics of gases, particularly air, and their interaction with solid bodies.
In this project, the internal aerodynamics of a cyclonic separator is analyzed to improve its performance in terms of both efficiency and suction capacity. The cyclonic separator in question is the V500 from the company Sigma Ingegneria, with which this work was done in collaboration; in fact, the entire project was carried out for the IFEM tender, in which the FALMAC section of the aforementioned company is participating. This specific machine is used in luxury shoe factories; therefore, the goal is to suck in the air coming out of other shoe processing machines and separate the dust from it so that it does not end up in the surrounding environment.
The work is divided into three parts: the first concerns the optimization of the cyclonic separator named V500, removing the internal conical filter, first highlighting the limitations of the currently used model and then, after an in-depth study, highlighting some possible solutions to achieve a better final result; the second concerns the optimization of the same cyclone just mentioned but with the internal conical filter, to try to meet the need for redundancy in terms of filtering, otherwise only an external H13 filter would be present; the third concerns the design of a new cyclonic separator following the design manual tables for these machines and respecting some operational constraints requested by the company itself.
The work concludes with final observations resulting from the study conducted and the planning of the next steps the company intends to take to continue improving the machine already in use.
Fra questi meritano particolare attenzione quei grandi spiriti che, mossi dal desiderio di ricerca, hanno lavorato nel campo del pensiero e delle scienze per scoprire i segreti del mondo e le sue leggi, contribuendo cosi al progresso evolutivo dell'umanità.
La fluidodinamica è una delle discipline più complesse che esistano; essa è in costante evoluzione, soggetta a continue scoperte e sottoposta a studi d'ogni genere. E' la branca della meccanica dei fluidi che studia il comportamento dei liquidi e dei gas in movimento. La risoluzione di un problema fluidodinamico comporta, in genere, la risoluzione (analitica o numerica) di complesse equazioni differenziali per il calcolo di diverse proprietà del fluido tra cui la velocità, la pressione, la densità o la temperatura, in funzione della posizione nello spazio e nel tempo.
Una branca della fluidodinamica è l'aerodinamica: questa infatti si concentra sullo studio della dinamica dei gas, in particolare l'aria, e della loro interazione con i corpi solidi.
In questo progetto viene analizzata l'aerodinamica interna di un separatore ciclonico al fine di migliorarne le prestazioni sia in termini di efficienza che in termini di portata di aspirazione.
Il separatore ciclonico in questione è il V500 dell'azienda Sigma Ingegneria, con la quale collaborazione è stato fatto questo lavoro; infatti tutto il progetto è realizzato per il bando IFEM a cui partecipa la sezione FALMAC dell'azienda sopra citata.
Questa specifica macchina trova applicazione nei calzaturifici di lusso; dunque lo scopo è quello di aspirare l'aria in uscita da ulteriori macchine di lavorazione delle calzature e separare le polveri da questa, affinchè non finiscano nell'ambiente circostante.
L'operato si suddivide in tre parti: la prima riguarda l'ottimizzazione del separatore ciclonico denominato V500, togliendo il filtro conico interno, evidenziando prima i limiti di quello attualmente in uso e successivamente, in seguito ad uno studio approfondito, mettendo in luce alcune possibili soluzioni che permettono di ottenere un risultato finale migliore; la seconda riguarda l'ottimizzazione dello stesso ciclone appena citato ma con il filtro conico interno, per cercare di rispondere all'esigenza di avere una ridondanza dal punto di vista del filtraggio, essendo altrimenti presente soltanto un filtro H13 esterno; la terza riguarda il progetto di un nuovo separatore ciclonico seguendo le tabelle da manuale di progettazione di queste macchine e rispettando alcuni vincoli operativi richiesti dall'azienda stessa.
Il tutto si conclude con le osservazioni finali che scaturiscono dallo studio effettuato e la pianificazione dei passi successivi che l'azienda vorrà intraprendere per continuare a migliorare la macchina già in uso.
The journey of humanity on this earth, ever since consciousness appeared within us, is marked by individuals who have profoundly influenced the course of human history. Among these, special attention is deserved by those great minds who, driven by the desire for discovery, have worked in the realms of thought and science to uncover the secrets of the world and its laws, thereby contributing to the evolutionary progress of humanity.
Fluid dynamics is one of the most complex disciplines that exist; it is constantly evolving, subject to continuous discoveries, and subjected to studies of all kinds. It is the branch of fluid mechanics that studies the behavior of liquids and gases in motion. Solving a fluid dynamic problem generally involves the (analytical or numerical) solution of complex differential equations to calculate various properties of the fluid, including velocity, pressure, density, or temperature, as a function of position in space and time. A branch of fluid dynamics is aerodynamics: it focuses on the study of the dynamics of gases, particularly air, and their interaction with solid bodies.
In this project, the internal aerodynamics of a cyclonic separator is analyzed to improve its performance in terms of both efficiency and suction capacity. The cyclonic separator in question is the V500 from the company Sigma Ingegneria, with which this work was done in collaboration; in fact, the entire project was carried out for the IFEM tender, in which the FALMAC section of the aforementioned company is participating. This specific machine is used in luxury shoe factories; therefore, the goal is to suck in the air coming out of other shoe processing machines and separate the dust from it so that it does not end up in the surrounding environment.
The work is divided into three parts: the first concerns the optimization of the cyclonic separator named V500, removing the internal conical filter, first highlighting the limitations of the currently used model and then, after an in-depth study, highlighting some possible solutions to achieve a better final result; the second concerns the optimization of the same cyclone just mentioned but with the internal conical filter, to try to meet the need for redundancy in terms of filtering, otherwise only an external H13 filter would be present; the third concerns the design of a new cyclonic separator following the design manual tables for these machines and respecting some operational constraints requested by the company itself.
The work concludes with final observations resulting from the study conducted and the planning of the next steps the company intends to take to continue improving the machine already in use.
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