PNÖMATİK TAŞIMA SİSTEMLERİ BORU HATLARININ ÖNEMİ VE OPTİMİZASYONU

PNÖMATİK TRANSPORT SİSTEMLERİ BORU HATLARININ OPTİMİZASYONU

Pnömatik taşıma sistemleri için bileşenlerin spesifikasyonu ile ilgili kararlar besleyici, hava hareket ettirici ve filtrasyon sistemi ile bitmez. Tesiste çok sayıda valf bulunması muhtemeldir ve boru hattı da aynı derecede önemlidir. Taşınacak malzeme aşındırıcıysa bu önem önemli ölçüde de artacaktır.

Pnömatik taşıma sistemleri boru hatları

Boru hattıyla ilgili kararlar alınmalıdır. Malzeme, et kalınlığı, yüzey bitirme, kullanılacakadımlar ve bükümlerde dikkate alınmalıdır. Pnömatik bir taşıma sisteminin başarılı bir şekilde çalışmasıyla ilgili en kritik parametrelerden biri, ele alınacak malzeme için optimum hava hızıyla ürünün  taşınmasını sağlamaktır. Örneğin, granül şekerin seyrek faz taşıma  için yaklaşık 16 m / s’dir. Hız 15 m / s’e düşerse, boru hattı tıkanır.

Pnömatik taşıma sistemleri boru et kalınlıkları

Gerekli havanın hacimsel akış hızı, taşıma havasının hızını boru hattının kesit alanıyla çarparak hem havanın basıncını hem de sıcaklığını not ederek elde edilir. Bununla birlikte, 4 inç nominal boru hattının çapı nadiren 4 inçtir. Bir taşıma havası hızı örneğin 4 inç çapına dayanıyorsa ve bir zaman çizelgesi 10 boru hattı ise gerçek delik 4.026 inch olacaktır (106.1 mm) ve 4.000 inç (106.1 mm) değildir. Bu fark, taşınan hava hızının yaklaşık yüzde 9 daha düşük olacağı anlamına gelir. 101.6 mm’lik bir boru hattındaki hız 16 m / s ise, 106.1 mm’lik bir boru hattında yalnızca 14.6 m / s olacaktır ve boru hattı tıkanaktır.. Aşındırıcı bir malzeme iletilecekse boru hattının aşınması beklenmelidir. Boru hattına daha uzun bir ömür vermek için, daha büyük bir et  kalınlığına sahip boru kullanılmalıdır. Çizelge numaraları genellikle duvar kalınlığını belirtmek için kullanılır. 4 inç nominal boru hattının tipik boyutları Tabloda verilmektedir. İletilecek malzeme aşındırıcı değilse, görev için ince duvarlı bir boru hattı uygun olabilir. Kg / m cinsinden boru hattı ağırlığı Tabloya eklenebilir ve bu durum belirgin bir fark gösterebilir. Daha hafif boru kesitleri, dikey borulama kısımları varsa, boru hattının kurulumu kolaylaştıracaktır.

Pnömatik taşıma sistemleri boru hattı rotasyonu

Bir boru hattı çok büyük parçacık boyutuna sahip malzemeleri taşımak için  ise, parçacıklar yatay boru hattı uzunlukları boyunca ‘atlamak’ eğiliminde olacaktır. Bu, parçacıklar üzerindeki sürükleme kuvveti üzerindeki yerçekimi kuvvetinin daha büyük etkisinin bir sonucu olarak ortaya çıkmaktadır. Taşınan malzeme aşındırıcıysa boru hattının dibi boyunca bir oluk oluşabilir. Hafif çelik boru hattları özellikle bu tür yıpranmaya karşı savunmasızdır. Bunun nedeni, sünek yüzeyli malzemelerin aşınmaya maruz kalması, alçak, bakış açısı, etki açılarında çok yüksek olmasıdır. Aşınmaya maruz kalma konusu  ayrıntılı olarak ayrıca ele alacağız. Eğer bu tür bir malzeme taşınmak zorundaysa, kalın etli boru hattı önerilir, ancak boru hatları  periyodik olarak döndürülürse,  hattın ömrünü uzatırsınız.  Boru hattı çok önemli. Bu amaçla, boru hattı gerekli değişiklikler için uygun erişimin elde edebileceği bir yere yerleştirilmelidir.

Pnömatik transport sistemleri boru hattı malzemesi

Karbon çelik, en çok kullanılan boru hattı malzemesi olmasına rağmen, taşınan malzemeye ve taşıma görevine uyacak diğer birçok malzeme de mevcuttur. Yukarıda, ince cidarlı borunun hafif olması nedeniyle daha kolay idare edilebileceği ve dik olarak montaj edilebileceğini belirtilmiştik. Bu amaçla genellikle alüminyum borular da kullanılır.

Pnömatik transport sistemlerin de boru hijyeni

Boru hatlarındaki nem ve yoğuşma  sorunlarından dolayı, çelik pullanması ve taşınan materyali kirletme ihtimali her zaman vardır. Birçok gıda ve eczacılık ürünleri gibi, hijyenin önemli olduğu durumlarda, boru hattının paslanmaz çelikten yapılması muhakkak gerekecektir.

Pnömatik transport sistemlerin de hortumlar

Bir boru hattında esneklik gerekli olduğunda ve bu düz boru ve kıvrımların kombinasyonu ile kolaylıkla elde edilemez, esnek hortum kullanılabilir. Tek bir hattın birtakım alternatif hatlara girmesi gerekiyorsa ve bir debi değiştirici kullanılmak istemiyorsa, bağlantıyı sağlamak için çelik örgülü tipteki esnek hortumun bir bölümü kullanılabilir.

Karayolu,  demiryolu araçlarının ve gemilerin yükten düşürülmesi gereken yerlerde, esnek kauçuk hortum idealdir. Doğal kauçukta mevcuttur ve çok çeşitli boyutlarda sentetik malzemeler mevcuttur. Daha önceki uygulamalarımda malzemeleri, gemilerden denizdeki  petrol platformlarına aktarmak için hortumlar vasıtasıyla 6 bar hıza kadar çeşitli çamur tozlarını ilettim,  aynı zamanda, esnek aşınma direnci için çelikten bileşik 250 atm nominal esnek hortumlarıda test etmişimdir. Vakum sistemleri ile gemi boşaltma uygulamalarında esneklik genellikle gereklidir ve hortumlar burada gerekli esnekliği sağlar. Malzeme aşındırıcıysa ve büyük bir parçacık boyutuna sahipse dikkat edilmelidir çünkü lastiklerin aşınma oranı bu malzemelerde aşırı olabilir.

Pnömatik transport sistemlerin de boru hattı aşınmaları

Bir aşındırıcı malzeme bir boru hattında taşınacaksa,  numara 80 boru hattı veya daha yüksek bir boru hattının kullanımına dikkat edilmelidir. Çok aşındırıcı malzemeler için, geleneksel yumuşak çelik boru hattı uygun olmayacak ve eğilmiş alaşımlı dökme demir boru hattı tercih edilmelidir. Yaygın olarak benimsenen alternatif, geleneksel çelik boru hattının bazalt ile birleştirilmesidir. Daha aşınmaya dirençli bir materyal gerekirse, o zaman alümina seramikleri kullanılabilir, ancak bu muhtemelen çok pahalı olacaktır. Normal bir kombinasyon, düz boru hattını bazalt ile hizalamak ve kıvrımlarda isen alümin seramikler kullanmaktır. Kıvrımların aşınmaya maruz kalması düz boru hattından daha şiddetli olma eğilimindedir ve bu nedenle onlara çok daha yüksek bir koruma derecesi verilmelidir.

Pnömatik transport sistemlerin de borularda madde bozulması

Kırılgan malzemelerin ‘hafifçe’ iletilmesi gerekir ve bu en iyi taşıma koşullarını kontrol ederek sağlanır. Boru hattı etkileri açısından, maddi bozulma sorunlarının çoğu boru hattındaki virajlarda görülür. Hasarın büyük kısmına neden olan eğilmelerde parçacıkların yavaşlamasıdır. Yavaşlama kuvvetleri, aşınmaya dayanıklı oldukları için üretan ve kauçuk gibi malzemelerlde belirgin olarak daha düşüktür. Genellikle, bu malzemelerin boru hattına dahil edilip edilmeyeceği hususunda, taşınan ürünle uyumluluk sorunu söz konusudur. Partikül bozunması konusu da ayrıca ilerleyen zamanlarda detaylı bir şekilde izah edeceğim.

Pnömatik transport sistemlerin de boru yüzeyi

Çoğu boru hatları, akışa karşı sürtünmeye direnç açısından tatminkar bir yüzey kaplamasına sahip olarak tedarik edilir. Bununla birlikte, polietilen gibi taşınan bazı malzemeler için, bu malzemelerle ‘melek tüyleri’ veya parçacık eritme sorununu azaltmak için belirli bir yüzey kaplaması gereklidir. Yapay olarak pürüzlendirilmiş bir yüzey genellikle  polietilen taşımalarda gerekli olacaktır.

Pnömatik transport sistemlerin de boru kıvrımları

Kıvrım kanalları, yön bulmada büyük esnekliğe sahip bir pnömatik taşıma boru hattı sağlar, ancak birçok sorunun nedeni de budur. Her viraj boru hattının genel direncine ve dolayısıyla gerekli hava basıncına katkıda bulunur. Taşınan malzeme aşındırıcıysa sıradan bir çelik büküm 2 saat içinde bile başarısız olacaktır. Yönde ani bir değişiklik, parçalanabilir malzemelerde incelme yaratma sorununa katkıda bulunacak ve birçok sentetik malzeme ile uzun yarıçaplı virajlarda melek tüyleri oluşacaktır. Yukarıdaki problemlerin her birini en aza indirgemek için birçok farklı viraj mevcuttur. Bunların birçoğu bazalt, dökme demir, kauçuk vb. Malzemeden yapılmış veya astarlıdır ve bazıları geleneksel bükümlerde olduğu gibi sabit bir delik ve sabit bir yarıçapa sahiptir. Özellikle pnömatik sevk sistemi boru hatları için geliştirilen başka bir eğme grubunun sabit dairesel veya sabit bir yarıçapı yoktur. Bu virajlardan bazıları Şekilde gösterilmektedir. Bu tür virajları seçerken dikkatli olmalısınız, çünkü taşınan materyal için uygunluğundan ve bu materyal ile viraj boyunca basınç düşüşü  göz önüne alınmalıdır.

Pnömatik taşıma sistemleri için geliştirilen bazı özel virajlar: (a) kör T, (b) ikili büküm, (c) vortis, (d) akış kanalı, (e) genişleyen viraj ve (f) gama bükümü

 

Pnömatik taşıma sistemleri  kör T boru

Aşındırıcı bir malzeme ile, şekildeki basit kör T boru bükümü muhtemelen eşdeğer bir yuvarlak kıvrımdan 100 kat daha uzun sürecektir. Türbülansa bağlı olarak sonuçta iç köşede başarısız olur. Bu nedenle aşındırıcı malzemeler için son derece etkilidir ve hatta hurda malzemeden yapılabilir. Eğilmenin körlüğü, taşınan materyali yakalar ve dolayısıyla yaklaşan materyal, viraj yerine, diğer malzemelere çarpar ve onu korur. Bu, ‘kir kutusu’ da denir.

Gama virajı Yüzeylerin korunması gereken toplu katı madde taşıma alanlarında birçok alanda kullanılır sürtünmeli ve aşındırıcı materyalleri etkilemektedir. Ancak ceza artan basınç düşüşüne neden olabilir. 53 mm çapında, uçucu kül taşıyan 50 m uzunluğundaki bir boru hattına sahip bir test programında, boru hattındaki yedi eğimli virajı kör eğimli virajlarla değiştirdik. Yuvarlak kıvrımlar ve 2 bar basınç düşüşü ile uçucu kül 20 ton / saat ile iletildi. Kör T’nin  kıvrılmasıyla aynı 2 bar basınç düşüşüyle ​​sadece 10 ton / saat elde edilebildik!. Bu tip viraj türleriyle ilgili bir diğer problem, virajın ölü ucunda sıkışan malzemenin, bir aktarma işleminin sonunda virajdan temizlenmesi uzun zaman alabilmesidir. Bu nedenle, kapasiteyi bozulabilir ve zaman sınırlı malzemelerin taşınması için gereken boru hatlarında kullanılmaması gerekir.

Havalı taşıma uygulamaları  özel virajlar

Şekilde 1970’lerin başında geliştirilen ve menşei sonrasında ikili büküm olarak olarak bilinen kör T kavisinin daha sofistike bir versiyonunu göstermekteyiz. Bu, sığ bir depresyondan oluşan çok kısa yarıçaplı bir kıvrımdır. Bu malzemenin kıvrımda toplanmasını sağlar ve böylece boru hattından akan daha sonraki malzeme kendisine karşı etkilenecektir. Taşıma döngüsünün sonunda, sıkışan malzeme, bu eğilme alanındaki sığ depresyondan kolayca temizlenir. Bükülmenin arkasında bir boru tıpası bulunur, çünkü genellikle boru hatlarının tıkanmasına neden olan virajların olduğu kabul edilmiştir. Şekilde gösterilen daha yeni bir versiyon, birincil aşınma noktası alanında geniş girintili bir odacığa sahip olan kısa yarıçap bükümüdür. Bunun bir vortis gibi davrandığını ve bu cebin içinde materyalin hareket halindeydi ve böylece eroziv aşınma ve materyal bozulması sorunlarını azaltacak olan yaklaşmakta olan materyali tamponlayıcı bir etki yarattığını iddia edildi. Şekilde gösterilen genişletilmiş virajın eroziv aşınma ve parçacık bozunumunun azaltılmasına yardımcı olacağı düşünülmektedir [1]. Bu operasyonel problemlerin her ikisi de hızdan çok etkilenmektedir. Büküldüğünde daha geniş bir kesime doğru genleşme ile hava hızı önemli ölçüde azaltılır ve böylece parçacıkların bükülme duvarına çarpma hızında azalma olur. Bükülme içindeki türbülans o kadar büyük ki hız, malzeme için minimum değerin çok altına düşmüş olsa dahi, boru hattının tıkanması pek muhtemel değildir, ancak malzeme viraj içine çökebilir ve bunun da, net bir şekilde temizlenmesi zordur. Şekildeki gama virajı, geleneksel bir yarıçaplı virajın duvarı çevresinde kayarken naylon ve polimerler gibi malzemelerle oluşabilecek melek saç oluşum problemlerini en aza indirmek için özel olarak geliştirilmiştir.

Havalı taşıma uygulamaları  özel virajlar basınç düşmesi

Yön değişikliği, parçacıkların bükülme duvarlarına karşı etkisi ve genel türbülans nedeniyle herhangi bir boru hattındaki her bükülme boyunca bir basınç düşüşü olacaktır. Bununla birlikte basınç düşüşünün ana unsuru, parçacıkların virajdan çıktıktan sonra uç hızlarına geri döndürülmelerine bağlı olmasıdır. Durum, Şekil’deki gibi bir bükülme bölgesinde bir basınç profili vasıtasıyla en iyi açıklanabilir. Bükülme boyunca kaydedilebilecek basınç düşüşü oldukça düşüktür ve bu teknik viraj çevresinde tek fazlı akışlar için uygun olmasına rağmen, gaz-katı akışları için uygun değildir. Bükülmeden çıkan parçacıklar girişteki hızdan daha düşük bir hızdadır ve bu yüzden tekrar hızlandırılması gerekecektir. Bükülmenin nedeni virajdı, ancak virajı takip eden boru hattının düz uzantısında yeniden ivme oluştu ve bundan dolayı burada ilgili basınç düşüşünün oluştuğu ve virajın kendisinde olmadığı ortaya çıktı. Basınç transdüserleri boru hattının uzunluğu boyunca konumlandırılırlarsa, boru hattının düz boru hattına viraja yaklaşırken sabit basınç gradyanı kaydedilir. Büküldükten sonraki boru hattının düz uzunluğuna benzer bir sabit basınç gradyan da kaydedilecek, ancak parçacıkların hızlanması için yeterli mesafe bırakıldıktan sonra. Bükülmeye atfedilen toplam basınç düşüşü, Şekilde belirtildiği şekilde belirlenebilir.

Pnömatik taşıma sistemleri  boru hattı kademelendirme (stepping)

Bir malzemeyi taşımak için yüksek basınçlı hava veya yüksek vakum kullanılıyorsa, genel olarak boru hattının uzunluğu boyunca daha büyük bir deliğe kademeli olarak geçirilmesi önerilir. Bu, basıncın azalmasıyla oluşan havanın genleşmesini sağlamak ve böylece boru hattının sonuna doğru aşırı yüksek taşıma hızları önlemektir. Şekilde yüksek basınçlı bir seyrek  faz taşıyıcı sistem örneğini göstermektedir. Taşınması gereken minimum hava hızı değeri yaklaşık 15 m / s’dir ve 60m3 / s serbest hava mevcuttur. Taşıma hattı giriş hava basıncı 4 bar göstergesi. Şekilde, bu koşullar için 125 mm’lik bir boru hattının gerekli olacağı ve ortaya çıkan taşıma hattı giriş havası hızının 16.5 m / s olacağı görülecektir. Bununla birlikte, tek bir boru hattı kullanılıyorsa, taşıma hattı çıkış havası hızı yaklaşık 81.5 m / s olacaktır 81.5 m / s’lik bir hız, taşınan herhangi bir malzemeye ciddi hasar verir ve malzeme biraz aşındırıcı olması durumunda ise tesiste çok ciddi aşınmaya neden olur. Boru hattı ile iki kez, Şekilde gösterildiği gibi, hız profilinin makul derecede düşük limitlerde tutulabileceği görülmektedir. Bir boru hattının daha büyük bir deliğe ilerlemesi, yüksek vakum taşıma sistemleri ve yüksek basınçlı yoğun faz taşıma için de önerilir. Bir boru hattının kademelenmesi, sadece hava basıncının taşınmasına bağlıdır ve herhangi bir boru hattı uzunluğu için üstlenilmelidir. Bir boru hattının kademelenmesinin, taşıma hattının performansında belirgin bir iyileşmeye yol açması da olasıdır. Yaptığımız bazı çalışmalarda, uçucu kül, 2 bar’lık bir taşıma hattı basınç düşüşü ile 115 m uzunluğunda 53 mm’lik bir boru hattı vasıtasıyla 20 ton / saat’lik bir hızla iletildi. Boru hattını 68 mm’ye kadar kademeli olarak artırmak suretiyle hattın sonuna doğru 81 mm’ye kadar basarak, aynı hava akışı hızı ve 2 bar basınç düşüşü ile 40 ton / s elde etttik.  Yukarıdaki çalışmada, bir boru sadece  büyük borunun içine itildi ve hava geçirmezliği için kaynaklandı. Daha büyük boru hatları için, farklı boruların boru hattına katmak için her zaman daralan bir genişleme bölümünün kullanılması önerilir. Bu vasıtayla genişleme daha kontrollü bir şekilde elde edilebilir ve daha iyi bir performansa neden olur.

Sonraki makalemizde pnömatik taşıma sistemlerinde valf ve klapeleri inceleyeceğiz.