Dökme partikül malzemelerin taşıma yeteneği için veya pnömatik bir taşıma sistemi esasen beş parametreye bağlıdır. Bunlar boru deliği, taşıma mesafesi, mevcut basınç, hava hızı ve malzeme özellikleridir. Bu değişkenlerin çoğunun etkisi makul olarak öngörülebilir, ancak iletilen malzemenin etkisi henüz mevcut değildir. Bu nedenle birçok farklı malzemenin taşıma özellikleri, malzeme özelliklerinin önemini göstermek için sunulmuştur.
Pnömatik bir taşıma sistemi, tatmin edici bir çalışma sağlamak ve maksimum verim elde etmek üzere tasarlanacaksa, ele alınacak malzemenin taşıma özelliklerini bilmek gereklidir. Taşıma özellikleri bir tasarımcıya, malzemenin taşınabileceği en uygun hız olup olmadığı, malzeme için minimum taşıma hızının ne olduğunu ve belirli bir malzeme akış oranı ve iletimi için hangi boru hattı çapı ve hava hareket ettiricisi derecesinin gerekli olacağını söyleyecektir.
Alternatif olarak, varolan bir pnömatik taşıma sistemi için, uygun taşıyıcı özellikler, bir tasarımcıya, farklı bir malzemenin taşınması gerekiyorsa ve hava akış hızı tatmin edici olup olmadığı konusunda ne tür bir akış oranının olacağını söyleyecektir. Taşıma özellikleri, mevcut bir tesisin tatminkar çalışmaması durumunda kontrol edilmesi ve optimize edilmesi için de kullanılabilir. Gerekli bir görev için bir boru boyutu ve kompresör derecelendirmesini belirleyebilmek için, malzemenin taşıma özellikleri hakkında bilgi sahibi olmak gereklidir. Bir materyalle ilgili daha önceki bir deneyim mevcutsa, bu materyalin taşıma özelliklerini zaten belirlediyse, bilinen bilgilere ile bir tasarım ortaya koymak mümkün olmalıdır.
Daha önce bir malzeme ile ilgili deneyim mevcut değilse veya tam bir araştırma için yeterli değilse, malzeme ile pnömatik taşıma denemeleri yapmak gerekecektir. Bunlar, materyal ile elde edilebileceği şekilde, malzeme akış oranı, hava akışı hızı ve nakil hattı basınç düşüşü arasındaki genişliğin bir dizi taşıma koşuluyla ilişkili verileri sağlayacak şekilde planlanmalıdır. Denemeler, aynı zamanda, malzeme için minimum taşıma havası hızı ve bunun taşıma koşullarından nasıl etkilendiğine ilişkin bilgi sağlamalıdır. Bu, yoğun faz taşıma için özellikle önemlidir, çünkü malzemeler arasındaki taşıma karakteristiklerindeki farklılıklar seyrek faz taşıyanlardakinden çok daha fazla olabilir.
Araştırma, malzeme ile taşıma modlarının tüm aralığını kapsayacak ise, önceki deneyim benzer bir aralıkta veya taşıma koşullarında mevcut olmalıdır. Mevcut verilerden hava besleme basıncı, boru deliği, taşıma mesafesi ve boru hattı geometrisi açısından ölçeklendirme, makro olarak tahmin edilebilir, eğer ekstrapolasyon çok fazla genişletilmezse sağlanır. Bununla birlikte, taşıma şekli bakımından, daha katı katı yükleme oranları ve daha düşük taşıma havası hızlarına sahip bölgelere doğru ölçeklendirilmelidir; ancak, bu tür bir taşıma malzemesinin potansiyeline dair kanıt bulunmadığı sürece, denenmemelidir.
Pnömatik Taşıma Modu
Mevcut basınç eğimi yeterince yüksekse, yoğun faz modunda, malzemenin bu modda kapasitesine sahip olması veya iletilmesi şartıyla taşıma olanağı vardır. Malzeme özelliklerinin olası taşıma modu üzerindeki etkisi ve denenmiş malzemeyle gerçekleştirilecek denemelerin taşınması için özdeş olan taşıma koşulları için elde edilen malzeme akış hızlarındaki farklılıklar budur. Çalışma basınç gradyanının yüksek olduğu testlerin taşınmasında, taşıma sınırlarının belirlenmesi için ek bir ihtiyaç vardır ve bu çok geniş bir taşıma koşulları aralığı üzerinde olabilir.
Malzeme özelliklerine ek olarak, taşıma mesafesi, bir maddenin taşınabileceği katı yüklenme oranına ve dolayısıyla mümkün olan taşıma biçimine önemli bir etkiye sahip olabilir. Etkileyen faktör basitçe basınç gradyanıdır ve bu, malzemenin özelliklerine bakılmaksızın taşıma potansiyelini sınırlar. Basınç düşüşü basitçe, boru hattının eşdeğer uzunluğuna bölünen mevcut taşıma hattı basınç düşüşüdür.
1- Tek fazlı akış
Havanın sadece bir boru hattı üzerinden akışı daha önceki yazılarımızda ayrıntılı olarak ele alınmıştır. Bu bilgi, havayı boru hattından malzeme olmaksızın taşımak için gereken basınç düşüşü nedeniyle boru hattının referans noktasını temsil ettiğinden dolayı gereklidir. Mevcut hava tedarik basıncı, eksi boru hattı için hava sadece basınç düşüşü, boru hattı boyunca malzemenin taşınması için mevcut olan basınç düşüşünü temsil eder.
2- Gaz-katı akışlar
Az miktarda granül veya toz halinde bir malzeme boru hattında düzenli bir hızda havaya verilirse, hava kütle akış oranı sabit kalırsa, taşıma hattı basınç düşüşünde bir artış olur. Bu artışın büyüklüğü havadaki maddenin konsantrasyonuna bağlıdır.
3- Taşıma özelliklerinin belirlenmesi
Tek fazlı akışın analizi iyi belirlenmiş olsa da, bir gazdaki katı parçacıkların iki fazlı akışı için olan akış değildir. Birçok değişkenin etkisini tahmin etmek için matematiksel ve ampirik modeller türetilmiştir ancak bunların kullanımı genellikle çok sınırlıdır. Modellerin mevcut olduğu durumlarda, dar bir çalışma koşulları ile sınırlandırılmış olabilir. Bu nedenle, pnömatik bir taşıma test tesisinde gerçek malzeme ile testler yapmak gereklidir. Gerçekleştirilen malzemenin gerekli olduğu gerçek malzeme ile test yapılması gerekliliği, taşıma özelliklerinin bir materyalden diğerine ve hatta aynı materyalin farklı sınıfları arasında önemli ölçüde farklılaşabilmesi için önemlidir. Bununla birlikte, benzer bir boru hattında testler yapmak, bir test hattından gerçek bir tesis hattına taşıma karakteristiklerini ölçeklemek için ölçeklendirme parametrelerini kullanmak kadar kritik değildir.
4- Enerji kaygısı
Boru hattı üzerinden bir malzemenin taşınması için ana tasarım parametreleri arasındaki ilişkiyi göstermenin yanı sıra, taşıma özellikleri, güç gereksinimleri hakkında veri sağlamak üzere daha da geliştirilebilir, böylece enerji düşünceleri bir sistemin tasarım aşamasında da dikkate alınabilir .
5- Komponent basınç düşüşü ilişkileri
Bir boru hattındaki dikey kesitlerin etkisini belirlemek için genellikle dikkate alınması gereken bölüm boyunca basınç tutma tertibatı kullanmak gerekir. Bu yolla, boru hattının geri kalanından ayrı olarak dikey kesitler için veriler elde edilebilir. Yatay boru hatlarında, basınç tatbikatlarına gerek duyulmaz çünkü oryantasyonda bir değişiklik olmaz. Ancak, elde edilen veriler farklı bir formda olacak, ancak testler bir dizi taşıma koşuluyla gerçekleştirilirse, sonuçlar boru hattı taşıma özelliklerine benzer şekilde sunulabilir. İlişkinin doğasını göstermek için denetlenen, dikey pnömatik nakil ile ilgili bir Doktora programından elde edilen veriler burada bulunmaktadır.
Tipik basınç gradyanlı sonuçlarla birlikte, test çalışması için özel olarak inşa edilen boru hattının bir taslağı Şekil 1’de sunulmuştur Şekil 1a daki ile aynı geometriye sahip, 53 borudan biri ve 81 mm borudan başka iki boru hattı inşa edildi. Boru hattının dikey olarak aşağı kesimlerinde yedi set basınç tutuşu vardı ve dikey olarak yukarı kısımlarda sekiz set vardı. Her konumda dört basınç tutma halkası sağlanmış ve birbirlerine bağlılardı. Her basınç musluğuna bir filtre yastığı takılmış ve her test çalışmasından sonra rutin olarak çalıştırılan yüksek basınçlı hava temizleme tesisi ile donatılmıştır. Boru hattının dikey olarak aşağı ve dikey olarak yukarı kısımları için iki tip basınç ölçüm verileri seti Şekil 1 b’de sunulmuştur. Bu, basınç takmalarının yerini ve boru hattındaki çeşitli virajlara olan yakınlığını gösterir. Veriler, ince öğütülmüş bir yakıt külü pnömatik nakline ilişkindir ve diğer birçok malzeme ile test edilmiştir.
Şekil 1. İnce uçucu külü olan dikey boru hattı tesisi ve test sonuçları: (a) 53 mm’lik boru hattının taslağı ve (b) tipik basınç gradyanı verileri.