Pnömatik Taşıma Sistemleri Sistem Değişkenlerinin Araştırılması

Bir pnömatik taşıma sisteminin taşıma kapasitesi birincil bir husus olduğundan, malzeme akış oranına büyük önem verilmiştir. Malzeme özellikleri ve bunların hem taşıma koşulları hem de malzeme akış hızı üzerindeki etkileri özellikle önemlidir. Taşınan mesafe açıkça temel önemdedir ve boru delik çapı ve taşıma hattı basınç düşüşü de dikkate alınması gereken önemli değişkenlerdir. Yalnızca bu küçük grupta beş bağımsız değişken vardır ve bu nedenle evrensel ilişkilerin tablo biçiminde veya grafik biçiminde temsil edilmesi tamamen imkansızdır. Bu küçük değişken grubunun veya dikkate alınması gereken aralıkların bile yeterince kapsayacağı matematiksel modeller mevcut değildir. Pnömatik taşıma sistemlerinin özelliklerini göstermek ve büyük değişkenlerin etkisini göstermek için birkaç eğri seti sunulmuştur ve bu ilişkiler tek tek geliştirilmiştir.

Pnömatik Taşıma Materyal Türünün Etkisi

Taşıma potansiyeline göre malzemeler arasında mevcut olabilecek geniş farklar Şekil 1 ve 2’de gösterilmektedir. Bu iki parsel için, malzeme türüne göre resim tamamlamak için üçüncü bir malzeme türü eklenmiştir. Bu, geçirgenliği çok iyi olan malzemeleri içeren C malzeme türüdür. Bu özelliklere sahip olmak için malzemenin yaklaşık 1 mm’den yüksek bir ortalama parçacık büyüklüğüne ve parçacık boyutunun hemen hemen sıfır olması gerekir, böylece etkin biçimde mono boyuttadır. Bu grup, naylon ve polietilen pelletleri, fıstık gibi tohum ve tahılları içerir. Malzeme sayısı açısından, bu grup diğer iki gruba kıyasla azınlıktadır   konunun karıştırılmaması için yapılan karşılaştırmalara bir daha eklenmemiştir.

Şekil 1 Minimum taşıyıcı hava hızı ilişkilerine göre malzemelerin karşılaştırılması.

 

Şekil 2 Verilen taşıma koşulları için malzeme akış hızına göre malzemelerin karşılaştırılması.

 

Pnömatik Taşıma Minimum Taşıma Hızı

Çimento, barit, uçucu kül ve bentonit gibi iyi hava muhafaza özelliklerine sahip olan ince tozlu malzemeler için bu ilişki genellikle A malzemesi tipine benzer olacaktır. Bu malzeme grubuyla minimum 10 ± 12 hava hızı m / s, genellikle, seyrek faz süspansiyon akışında malzemenin taşınması için yeterlidir. Bu malzemeler genellikle, basınç gradyanı yeterince yüksekse yoğun fazda, düşük hız değerlerinde ve katı yük oranının çok yüksek değerlerinde taşınabilirler. Katı yük oranlarının artmasıyla iletildiğinde, bu malzemeler genellikle malzemenin süspansiyon akışında taşınması için gerekli olan hava hızından çok daha düşük hava hızlarıyla oldukça başarılı bir şekilde iletilebilirler. Kum, granüle şeker ve alümina gibi zayıf hava tutma özelliklerine sahip kaba granül malzemeler için, ilişki genel olarak B türü malzemeninkine benzer olacaktır.

Bu malzemelerle yaklaşık 13-16 m / s minimum taşıma havası hızı materyali iletmek gerekir. Bu malzemeler, geleneksel pnömatik taşıma sistemleri ile süspansiyon akışından başka herhangi bir modda genellikle taşınamazlar. Dolayısıyla, malzemeyi taşımak için kullanılabilen minimum taşıma havası hızında küçük bir değişiklik vardır. Elde edilebilir katı yük yükleme oranı maksimum değerleri genellikle oldukça düşüktür. Tipik bir maksimum değer yaklaşık 15’dir, ancak basınç gradyan çok yüksek olduğunda bu 30’a kadar yüksek olabilir. Çok geçirgen materyallerin taşınması için hava hızları çok düşük olabilir, ancak katı yüklenme oranları da çok düşüktür ve tipik maksimum değer yaklaşık 30’dur. Bunun nedeni, hava parçacıklar arasındaki boşluklardan kolaylıkla akmasıdır. Seyrek faz için tip B malzemeler için olana benzer bir minimum hızı iletmek gerekir. Bu noktada, Şekil 1’de gösterilen tipteki asgari taşıyıcı ilişkilere ilişkin veriler, sadece malzeme ile gerçek nakil denemelerinden güvenilir şekilde elde edilebilir.

Pnömatik Taşıma Hava Gereksinimlerini İletmek

Üç materyal türü için kullanılabilen minimum taşıma hızı hava hızı değerlerindeki farklılıklar, tamamen farklı hava taşıma gereksinimine neden olur. Bunlar Şekil 2’de gösterilmektedir. Bu, hava kütle akış hızına karşı malzeme akış oranının bir grafiğidir ve 3 bar’lık bir basınç düşüşü ile 75 mm’lik bir deliğin 200 m’lik bir boru hattı için çizilmiştir. Çizim, hava akış hızına karşı malzeme akış hızından biri olduğu için katı yük çizgileri de orijin boyunca sadece düz çizgiler olduğu için eklenmiştir. A tipi malzeme, yoğun fazda taşınabilir olduğundan, 200 m üzerinde 3 bar’lık bir basınç düşüşü ile yaklaşık 80’lik bir katı yükleme oranı ile taşınması mümkündür. Şekil 1’den yaklaşık 4 m / s minimum taşıma hızı ile yaklaşık 0.08 kg / s minimum hava akış hızı gereklidir. B tipi malzeme için yaklaşık 15 m / s’lik minimum bir taşıma havası gereklidir ve bu nedenle minimum 0.3 kg / s’lik hava debisi kullanılmalıdır. Taşıyıcı hat basınç düşüşünün yüksek değerine rağmen, B türü malzeme ile elde edilebilen katı yük oranının maksimum değeri sadece sekiz kadardır.

Pnömatik Taşıma Taşıyıcılık Yetenekleri

Bu üç malzemenin hava gereksinimlerindeki farklılıklara ek olarak, yüksek hava akış hızlarında elde edilebilen malzeme akış hızlarında da farklılıklar vardır. Burada düşünülen malzemeler için fark yaklaşık 2: 1’dir. Malzemeler A ve B, pnömatik taşıma ile ilgili olarak katı hava maddelerin iki ucunu temsil eder ve malzemelerin büyük bir çoğunluğunun bu iki eğri arasında bulunması beklenir. Malzemeler arasındaki temel farklar, belirli bir hava akışı oranı için malzeme akış hızında 2: 1 oranının kombine etkisi ve düşük hızda iletilebilen malzemeler için eğrilerin eğimi. Yoğun faz taşıma bölgesi çok farklı olabilir. Tip C malzemeler tipik olarak aşağıya doğru bir eğri alır ve hava akış hızında azalma ile malzeme akış hızı düşer. Tip A malzemeler genellikle hava akış hızında azalma ile malzeme akış hızında bir artış sağlamaya devam eder, ancak diğerleri de hava akış hızı düştükçe malzeme akış hızında çok az veya hiç değişiklik yapmazlar. Şekil 2’de gösterilen türdeki ilişkiler, yalnızca, yukarıda belirtilen asgari taşıma ilişkileri verileri ile aynı şekilde, gerçek bir taşıma deneylerinden güvenilir bir şekilde elde edilebilir.

Pnömatik Taşıma Taşıyıcı Hat Basınç Düşüşünün Etkisi

Şekil 2’de, her malzeme için sadece bir sabit basınç düşüş eğrisi çizime dahil edilmiştir. Şekil 3 ve Şekil 4, sabit basınç düşüşü çizgileri dahil bir dizi aralığa benzer grafiklerdir. Şekil 3, 50 m uzunluğundaki boru hattı 75 mm’lik bir boru hattı vasıtasıyla taşınırken iki malzemeyi (A ve B) karşılaştırır ve Şekil 4, 500 m’lik bir boru hattı için benzer bir karşılaştırmadır. Her durumda, taşıma hattı basınç düşüşünün malzeme taşıma potansiyeli üzerindeki etkisi açıkça görülebilir. Malzeme akış hızında taşıma hattı basınç düşüşünün etkisini gösteren bireysel rakamlara ek olarak, Şekil 3 ve Şekil 4, ilaveten, iki malzeme için malzeme akış hızı, hava akış hızı ve katı yüklenme oranı üzerindeki taşıma mesafesinin etkisini göstermektedir. Bunlar belirli bir boru hattında belirli bir materyal için kapsamlı taşıma özelliklerini ifade eder. Belirli bir materyal için asgari taşıma koşulları, Şekil 1’de verilen formun ilişkileri ile taşıma özellikleri üzerinde tanımlanmaktadır.

Şekil 3 75 mm’lik bir boru hattı üzerinden 50 m’den fazla taşınan materyallerin taşıma özelliklerinin karşılaştırılması.

 

  • Pnömatik taşıma mesafesinin etkisi

Dikkate alınacak aşırılıkların ötesinde, taşıma mesafesinin etkisi Şekil 3 ve Şekil 4’ü karşılaştırarak açıkça görülebilir. 50 m’lik kısa mesafede, A tipi malzeme, basınç düşüşünün düşük değerleri olsa bile, katı yük oranlarının aşırı yüksek değerlerinde taşınabilir. Bu, taşıma sınırının, dikkate alınan basınç aralığı boyunca yaklaşık 31/2 m / s’lik bir minimum hızla ilgili olduğu anlamına gelir. B tipi malzeme için minimum taşıma hızı, çok yüksek bir basınç gradyanının olmasına rağmen hala 15 m / s’dir. B tipi malzeme için gerekli minimum hava debisi değerleri, herhangi bir basınç düşüşü değeri için A tipi malzemeler için olanlardan en az dört (15 / 31/2) kat daha fazladır.

Sonuç olarak, asgari taşıma koşulları, A türü malzeme için taşıma özelliklerinin B türü materyal için ‘gidilmemiş alan’ içerisinde sunulabileceği kadar uzaktır. 500 m’lik bir mesafe boyunca, basınç gradyanı A tipi malzemenin yoğun fazda taşınması için çok düşüktür. Katıların yükleme oranının maksimum değeri yediden azdır ve bu nedenle taşıma sınırı, minimum 11 m / s taşıma hızıyla ilgilidir. B tipi malzeme için hala 15 m / s’dir ve bu nedenle iki taşıma karakteristiği kümesi benzer bir alan kaplar. Bunun önemi, tip A malzemeyi taşımak için hava akış hızında belirgin bir artış olması gerektiği, ancak B türü malzeme için değil olmasıdır.

 

  • Pnömatik taşıma katı yükleme oranı

Taşıma mesafesine göre katı yük oranının kademeli olarak değişimi Şekil 5 ve 6’da gösterilmektedir.

 

Şekil 4 500 mm üzerinde taşınan malzemeler için 75 mm’lik boru hattı boyunca taşıma özelliklerinin karşılaştırılması

 

Şekil 5 Çok iyi hava tutma özelliklerine sahip bir malzemenin iletilebileceği taşıyıcı mesafe ve basınç düşüşünün katılara yüklenme oranı üzerindeki etkisi.

 

Şekil 6 Çok düşük hava tutma özelliklerine sahip bir malzemenin iletilebileceği katılar yük taşıma oranı ve taşıma mesafesinin basıncın etkilenmesi.

 

  • Pnömatik taşıma malzeme akış hızı

Şekil 6’daki katı yüklenme oranı ile taşıma mesafesi arasındaki ilişki ters yasadır. Şekil 5’de, A tipi malzeme tarafından gerekli taşıma hızında artış ile hava akış hızındaki artış nedeniyle biraz daha diktir. Şekil 7 ve 8’de, benzer akışlar malzeme akış hızı açısından sunulmuştur ve bunlar benzerdir. Buradaki önemli nokta, taşıma mesafesinde bir artış olması durumunda, sisteme enerji artışı olmadığı sürece telafi edilecek malzeme akış hızında bir azalmanın olması gerektiği yönündedir. Hava debisi ve hava besleme basıncı aynı kalırsa, enerji girişi aynı olacaktır. Hava basıncı artarsa, enerji artar ve 3 ile 7 arasındaki şekillerden herhangi birinde görüleceği gibi malzeme akış hızında bir artış olur.

Bununla birlikte, havanın sıkışmasını telafi etmek için hava akım hızında ufak bir artış olması ve böylece doğru hız değerini koruması gerekecektir. Şekil 3 ve Şekil 4’te görüleceği üzere, sabit basınç düşüşü hatları genel olarak negatif bir eğime sahip olma eğilimindedir ve kesinlikle hava akış hızında bir artışın herhangi bir fayda sağlama olasılığı düşüktür seyrek faz taşıyıcı alanda. Bu, eğer daha fazla hava sağlanırsa ve dolayısıyla sisteme daha fazla enerji sağlanırsa, daha az malzeme aktarılır. İlk bakışta bunun anlaşılması zor olabilir.

Şekil 7 Hava tutma özelliklerine sahip bir malzeme için 75 mm’lik bir boru hattından malzeme akış oranına taşıma mesafesi ve basınç düşüşünün etkisi.

Şekil 8 Zayıf hava tutma özelliklerine sahip bir malzeme için 75 mm’lik bir boru hattı vasıtasıyla malzeme akış oranına taşıma mesafesinin ve basınç düşüşünün etkisi.

Ayrıca, 500 m’lik bir taşıma mesafesi için 75 mm’lik bir boru hattının gerçekçi bir seçenek olması muhtemel olmadığı da anlaşılmalıdır. Burada yalnızca ilave değişkenlerin girilmesini önlemek için illüstrasyon amacıyla kullanılır. Havanın sadece basınç düşüşü, her boru hattı için dikkate alınmalıdır, çünkü basınç düşüşü değeri malzeme taşınırken mevcut değildir. Eğer yüksekse, malzeme aktarmak için az kalacaktır.

 

  • Pnömatik taşıma hattı basınç düşmesi

 

Şekil 7 ve 8’deki verilere alternatif bir sunum Şekil 9 ve 10’da verilmektedir. İletim hattı basınç düşüşü yatay eksende sunulmuş ve çeşitli taşıma mesafeleri için eğri ailesi çizilmiştir. Bu iki resim, kısa mesafe taşıma için, taşıma hattı basınç düşüşünde bir artış ile malzeme akış hızında önemli bir artışın sağlanabileceğini ve nispeten küçük boru hatları ile çok yüksek işlem hacimlerinin elde edilebileceğini göstermektedir.

Bununla birlikte, taşıma mesafesi çok uzun olursa, yüksek seviye taşıma hattı basınç düşüşü değerlerinde bile küçük boru hatlarının potansiyeli çok sınırlıdır. Ayrıca, negatif basınç sistemleri ile olacağından taşıma hattı basınç düşüşünde bir sınır ve pozitif deplasmanlı körükler kullanan pozitif basınç sistemleri varsa, küçük boru hatlarının potansiyelleri otomatik olarak sınırlandırılacaktır. Bu durumlarda, daha büyük çaplı boru hatlarının kullanımı öngörülmelidir.

Şekil 9 İyi hava muhafaza etme özelliklerine sahip bir malzeme için 75 mm’lik bir boru hattından akış hızı üzerindeki basınç düşüşü ve taşıma mesafesinin etkisi (malzeme tipi A).

Şekil 10 Zayıf hava tutma özelliklerine sahip bir malzeme için 75 mm’lik bir boru hattı üzerinden akış hızı üzerindeki basınç düşüşünün ve taşıma mesafesinin etkisi (malzeme türü B).

 

  • Pnömatik taşıma boru hattı deliğinin etkisi

Daha büyük bir boru hattı, artan malzeme akış oranına açık bir çözümdür ve bu artan akış hızında hava besleme basıncına göre çok daha büyük genel potansiyele sahiptir. Boru hattının boru hattının taşıma performansı üzerindeki potansiyel etkisi Şekil 11 ve 12’de gösterilmektedir. Bunların her ikisi de temsili taşıma koşulları için boru hattı deliğine karşı malzeme akış oranının grafikleridir.

Şekil 11 Boru deliğinin, verilen taşıma koşulları için malzeme akış hızı üzerindeki etkisine göre malzemelerin karşılaştırılması.

Şekil 12 Boru deliğinin, verilen taşıma koşulları için malzeme akış hızı üzerindeki etkisine göre malzemelerin karşılaştırılması.

 

Şekil 11’de iki malzeme, iki çubuğun bir nakil hattı basınç düşüşü ile 200m’lik bir mesafe boyunca taşınırken karşılaştırılmıştır. Şekil 12, 1 bar’lık bir taşıma hattı basınç düşüşü ile 100 m’lik bir mesafe boyunca taşınan iki malzeme için benzer bir çizimdir. Bu eğriler pnömatik olarak iletildiğinde malzemeler arasında var olan farklılıkları bir kez daha göstermektedir.

Hatta, zayıf hava tutma özelliklerine sahip olan malzemeler için hat çapları çok daha büyük olmasına rağmen, çoğu malzeme ile oldukça yüksek akış oranlarına ulaşılabileceğini de göstermektedirler. Daha büyük boru hatları ile, gerekli taşıma havası hızlarını korumak için orantılı olarak daha fazla hava gereklidir ve bu nedenle güç ihtiyacı daha büyük olacaktır.

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir