وحدة جمع الجسيمات القائمة على القوة الطرد المركزي: حل طويل الأجل لنظام الترشيح المسبق

نظراً للتأثيرات البيولوجية والبيئية للجسيمات الدقيقة في الغاز مثل PM2.5، فإن تحسين تقنيات أجهزة تنقية الهواء مطلوب، حيث تكافح الفلاتر التقليدية عالية الكفاءة (HEPA) مع زيادة الضغط والانسداد الناتج عن تراكم الجسيمات. تستكشف هذه الدراسة الاستخدام المحتمل للقوة الطرد المركزي في تصميم جهاز جديد لجمع الجسيمات كمرشح مسبق لأنظمة تنقية الهواء. يتكون هذا المرشح المسبق من أسطوانة للسكن، وشفرة دوارة لتوليد تدفق دوامي، وفتحات مربعة على الجوانب مثبتة لإخراج الجسيمات المجمعة، مما يؤدي إلى تقليل تراكم الجسيمات في جامع الجسيمات وكبح زيادة انخفاض الضغط. قمنا بتقييم أداء الجمع الأولي عبر ثلاثة هياكل شفرة مختلفة. حقق تصميمان من هذه التصميمات فعالية جمع تزيد عن 50٪ لجزيئات PM2.5 عندما كانت سرعة الدوران أكبر من 2000 دورة/min، مع الحفاظ على انخفاض ضغط أقل من 10 باسكال. علاوة على ذلك، استخدمنا الديناميات السائلة الحسابية للوصول إلى ملفات التدفق التفصيلية في الجهاز، وأشارت التحليلات إلى أن السرعة الشعاعية تؤثر بشكل كبير على أداء جمع الجسيمات. أخيراً، تم إجراء اختبار تحميل الغبار لتأثير الاستخدام المطول على أداء الجامع. وُجد أن تركيب فتحات الجانبية فعال في تقليل تراكم الجسيمات في الجامع، مما يشير إلى إمكانية الاستخدام المستمر طويل الأمد للجهاز دون صيانة.