会社でサイクロンで分離するお話がでてちょいと興味がわいたので考えてみた。
Lightwave3DのTurbulenceFDで簡易的なサイクロンの構造を使って解析を
やってみた。
そう、サイクロン掃除機のサイクロンの事です。
サイクロンって円筒形の内面に接線方向に風を送り込んで内周に沿って異物を
移動させ下に落下さて、中央部のパイプから異物が無い空気を吸い込むんだけど
けっこう、サイクロンに風を送り込むダクトの形状って難しそう。
まず、サイクロン内面の接線方向へ風を送り込むダクト形状を異物が無い空気を吸い出す
中央部のパイプに若干かぶる大きさで設定してみた。
当然、気流が干渉し合うのできれいな流れにならないのは予想できる。
予想通り、渦を巻く気流が両側からぶつかりきれいな渦にならない。
これでは異物を分離できず、中央部の異物が無い空気を吸い出すパイプに異物が
吸い込まれてしまう。
ってことで、次にサイクロン内面の接線方向へ風を送り込むダクト幅を徐々に絞って
風がサイクロン内面に向かうようなダクト形状で再度解析してみた。
思った通りのきれいな渦になった。
ただ、入り口のダクト幅を狭めても空気抵抗か何かでサイクロン内部に入った直後に
サイクロン中心方向に幅が広がった感じの気流になった。
ただ、中央部で吸い出している部分の密度が小さいので異物の取りこぼしは少ない
のではと思う。
最後に、サイクロンへ送り込む風速を倍にした
（速度設定が無いのでForceを倍の値にして風速を倍にした事にしてみた）
サイクロン内部に風が入って若干中央方向に流れが変わるがほぼ内周に沿って
流れている。
あたりまでだけど風速も重要な条件となるようだ。
たぶん、家電メーカーのサイクロン掃除機設計者の方はいかに効率を上げるか
日々努力をしているんだろうなぁ・・・
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