Pnömatik Taşıma Basamaklı Boru Hattı Sistemleri

Hem uzun mesafeli hem de yoğun faz taşıyıcı için, taşıma hattının başlangıcında oldukça yüksek bir hava basıncına ihtiyaç duyulmaktadır. Taşıyan havanın basıncı hattın uzunluğu boyunca azaldığında, yoğunluğu buna karşılık gelen bir hız artışı ile azalır. Bir boru hattının sonuna doğru çok yüksek hızları sınırlamanın basit bir yolu, boru hattını uzunluğu boyunca bir veya iki kez daha büyük bir boruyla ürünü taşımaktır. Bu sayede taşıyıcı hava hızının makul sınırlar dahilinde tutulması mümkün olacaktır. Nihai çözüm, şüphesiz, konik bir boru hattı kullanmaktır, çünkü bunun için taşıma havası hızı boru hattının tüm uzunluğu boyunca sabit kalabilir. Bununla birlikte, bu ne pratik ne de mümkün değildir, ancak gerekli olanın bir modelinin temelini oluşturmaktadır. Bu nedenle, basamaklı bir boru hattı, sabit bir değere neredeyse mümkün olan bir hız profilini elde edecek şekilde tasarlanmalıdır.

Boru Hattında Adım Konumu

Herhangi bir boru hattının tasarımında kritik parametre, verilen malzeme ve taşıma koşulları için taşıyıcı hava hızının minimum değeridir. Basamaklı bir boru hattı sisteminin tasarımında, taşıma havası hızının boru hattı uzunluğu boyunca herhangi bir yerde minimum değerin altına düşmediğinden emin olunması şarttır. Bu bağlamda, boru hattının her bir daha büyük delik bölümüne giden adımın yeri önemli. Havanın daha büyük çaplı bir boruya doğru genişlemesi ile, basamakta, boru kesit alanındaki değişimle orantılı olarak hız düşecektir. Basamağın konumu, bu nedenle, basmç, basamaktaki daha büyük delik kesitindeki hızın, verilen asgari aktarma havası hızının altına düşmemesi için yeterince düşük olacak şekilde olmalıdır.

Seyrek faz pnömatik taşıma sistemlerinde boru hattı adımlama

Şekil 1, tipik olarak uzun mesafeli bir nakil uygulaması için bir seyrek faz taşıyıcı sistem örneğini göstermektedir. Malzeme için korunması gereken minimum taşıma havası hızı yaklaşık 15 m / s’dir ve malzemeyi iletmek için 60m3 / dakika serbest hava mevcuttur. Taşıyıcı hat giriş hava basıncı 4 bar göstergesi. Şekil 1’den, 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. Hattın tüm uzunluğu için tek bir boru hattı kullanılacak olursa, taşıma hattı çıkış havası hızı 81.5 m / s olacaktır. Giriş hava basıncı 4 bar göstergesi olup yaklaşık 5 bar mutlaktır ve bu nedenle deşarj atmosferik basınca göre hava hızında yaklaşık beş kat artış beklenebilir. İletilen malzeme hafif bir aşındırıcıysa aşırı hızdan dolayı boru hattının ucuna doğru   bir bükülme meydana gelir ve malzeme özellikle kırılgan olmasa bile nakledilen malzemenin önemli ölçüde bozulmasını meydana getirecektir.

Bu 125 mm’lik boru içinde hızın 30 m / s’ye yükselmesine izin verilirse, 150 mm’lik bir borunun değiştirilmesi sadece hızı 21 m / s’ye düşürür. Bununla birlikte, 200 mm’lik bir delik borusundaki hız yaklaşık 12 m / s olacaktır ve bu kabul edilebilir gibi görünmemektedir. 175 mm’lik bir boru muhtemelen tatminkar olacaktır, ancak standart boru boyutlarının seçilmesine özen gösterilmelidir. 175 mm’lik bir boru hattında bile çıkış hızının 40 m / sn’nin üzerinde olması ve bu nedenle iki basamaklı ve üç farklı boru boyutunun gerekli olduğu açıktır.

Şekil 1. Serbest hava koşullarında 60m3 / dakika hava kullanarak yüksek basınçlı seyrek faz sistemi için basamaklı boru hattı hızı profili.

125, 150 ve 200 mm çapında boruların olası bir kombinasyonu için hız profili Şekil 1’de üst üste getirilmiş olarak gösterilmiştir, ancak bununla birlikte bile çıkış hızı yaklaşık 32 m / s’dir. Bununla birlikte, Şekil 1’de gösterilen bir alan, neyin mümkün olduğunun açık bir göstergesini verecektir. Boru hattı boyunca altı referans noktasındaki hızlar da Şekil 1’de sunulmuştur.

Yoğun faz pnömatik taşıma sistemlerinde boru hattı adımlama 

Şekil 2, yoğun bir faz taşıma sistemi örneğini göstermektedir. Malzeme için korunması gereken asgari taşıma havası hızı yaklaşık 6 m / s’dir ve malzemenin taşınması için 10 m3 / dak serbest hava mevcuttur. Taşıyıcı hat giriş hava basıncı 4 bar göstergesi. Şekil 2’den, bu koşullar için 100 mm’lik bir boru hattının gerekli olacağı ve ortaya çıkan taşıma hattı giriş havası hızının, 7.6 m / s olacağı görülecektir. Tek bir boru hattı kullanılırsa, taşıma hattı çıkış havası hızı 38,2 m / sn olacaktır. Seyrek bir faz taşıyıcı sistemde bu kabul edilebilirse de, yoğun fazlı bir sistemde gereksizdir. Aşınmaya uğramış aşınmanın ve parçacık bozunumunun azaltılmasının yanı sıra, taşıyan hava hızlarını azaltarak, basamaklı bir boru hattının, aynı hava akışı koşulları için tek bir boru hattına kıyasla gelişmiş bir taşıma performansı elde etmesi muhtemeldir.

75, 100 ve 125 mm delikli boruların kombinasyonu için hız profili, Şekil 2’de üst üste gösterilmiştir. Bu, taşıma havası hızının nispeten dar bir banda sınırlanmasına ve maksimum değerin sadece 13,8 m / s ile sınırlandırılmasına neden olmuştur. Maksimum hız değeri (13.8 m / s), seyrek bir faz aktarma sistemi için kullanılacak olan minimum hız değerinin altındadır. Taşıma açısından bu bir problem değildir ve iki materyal sınıfı arasındaki özellikteki farkın doğrudan bir sonucu olarak gelir. Tek problem, boru hattındaki malzemenin temizlenmesiyle ilgili olabilir.

Şekil 2. Serbest hava koşullarında 10m3 / dakika hava kullanarak yüksek basınçlı yoğun faz sistemi için basamaklı boru hattı hızı profili.

Vakum pnömatik taşıma sistemlerinde boru hattı adımlama

Negatif basınç sistemleri, maksimum 1 bar’lık iletken hat basınç düşüşüyle ​​sınırlı olmasına rağmen, boru hattının vakumlu nakil sistemleri ile kademeli olarak çalıştırılması, yüksek pozitif basınçlı taşıma sistemlerinde olduğu kadar önemlidir. Tipik bir vakum iletim sistemi Şekil 3’te gösterilmektedir. Seyrek bir faz sistemi için, 15m3 / dakika serbest hava kullanarak ve 0,06 bar ölçere (101.3_60 _ 41.3 kN / m2 mutlak) kadar boşaltma ile minimum 16m / s’lik bir hava hızı muhafaza edilmelidir. Vakum 0,6 bar’dan biraz daha yüksekse, 200 mm’lik boru hattının üçüncü bir bölümüne bir adım atılmalıdır. Şekil 3’te görüleceği gibi, bir taşıma hattı çıkış basıncında _0.4 bar ölçer bir basamak yararlı bir şekilde dahil edilebilir. Eşitlik (1) ile ilgili olarak daha önce tartışıldığı gibi, sabit boru delik eğrilerinin eğimi basınç düşüşü ile artan bir oranda arttığı için, düşük hava basıncında adımlar daha sık gereklidir.

Pnömatik Taşımada Adım Konumu

Buradan kaynaklanan pratik bir problem, boru hattının uzunluğu boyunca çeşitli adımların gerçek konumlandırılmasıdır. İlk yaklaşım olarak, başka herhangi bir bilginin yokluğunda, boru hattı uzunlukları, boru hattı uzunluğu boyunca makul bir şekilde taşınan hava hızı değerinin muhafaza edilmesi koşuluyla, her bölüm için taşıyıcı hat basınç düşüşüyle ​​orantılı olarak boyutlandırılabilir. Şekil 1 ile 3 arasında, hızın bir sonraki bölümün başlangıcında çok düşük ve boru hattının bloke edilmesi riski varsa, daha büyük boru boyutuna geçiş biraz daha aşağı doğru hareket ettirilmelidir, Burada basınç biraz daha düşük olacaktır.

Şekil 3. Serbest hava koşullarında 15m3 / dakika hava kullanan yüksek vakum sistemi için kademeli boru hattı hız profili.

 

Pnömatik Taşıma Boru Hattı aşamaları

Şekil 1 ‘e bakıldığında, basıncın artmasıyla eğrilerin eğimi azalmaktadır. Basamaklı bir boru hattı sistemi, sevkıyat havası hızında iki katına çıkacak şekilde tasarlanacak olursa, boru hattının her bir kesimi için, Tablo 1 de de gösterildiği gibi boru hattının her bir kesimi için çalışma basıncı artar ve basınç artar. 100 km’lik bir mesafe boyunca bir malzeme iletmek gerekliyse, 6 bar’dan daha yüksek bir hava besleme basıncı kullanılacak olursa, yalnızca ekonomik olurdu. Ayrıca, sistemi bir basamaktan boşalttıkça ve basıncı belirli bir değere düşürdüğünde ve yüksek basınçlı havayla bir sonraki sisteme beslenecek şekilde, sistemi aşamalı olarak bölmek gerekecekti. Örneğin, 31 barlık göstergenin bir taşıma hattı giriş havası basıncıyla, basınç, 15 bar göstergeye düşene kadar ilk basamak gerekli olmayacak ve bu da 16 barlık bir çalışma basıncı farkı sağladı.

Sistem atmosferik basınca boşalırsa boru hattının son bölümüne girme basıncı 1 bar göstergesi olur ve çalışma basıncı farkı sadece 1 bar olacaktır. Bu etki, malzemenin seyrek fazda taşınacağı çok yüksek basmçlı kademeli bir boru hattı sisteminin ikinci bölümleri için hız profilini gösteren Şekil 4’te gösterilmektedir. Bu nedenle çok uzun mesafeli bir taşıma sistemi için, boru hattı boyunca her bir aşamanın sonunda ve boru hattının en sonunda, malzeme yaklaşık 3 bar ölçüsünden daha düşük bir basınçta boşaltılması önerilir . Atmosferik değil, yüksek bir basınçla boşaltarak, en büyük boru hattının son iki veya üç bölümü atlanabilir. Çalışma basıncının düşürülmesindeki azalma karşılaştırıldığında çok küçük olur ve çok daha basit bir boru hattı tasarımı ve düzeni sağlar.

Tablo 1. : 1 sevk hattı hava hızı genişleme oranına ilişkin tipik çalışma basınçları

Şekil 4. Çok yüksek basmçlı basamaklı boru hattı sistemi için hız profili.