Dimensionamento di un trasportatore pneumatico

POLITECNICO DI BARI

DIPARTIMENTO DI MECCANICA,

MATEMATICA E MANAGEMENT

SEDE DI TARANTO

ESERCITAZIONE :

DIMENSIONAMENTO DI UN

TRASPORTATORE PNEUMATICO

Dimensionamento di un trasportatore pneumatico

Si effettui il dimensionamento di massima di un impianto di trasporto pneumatico ,si calcoli quindi il diametro della tubazione, si effettui

la verifica dellintasamento e si calcolino le perdite di carico. Si calcoli inoltre la potenza del ventilatore centrifugo ( ) . Si

effettui un dimensionamento qualitativo senza quindi dati numerici. I dati di progetto sono i seguenti:

caratteristiche del materiale in grani ( dimensione media dm ; dimensione massima dmax dei grani; peso specifico del materiale m )

portata ponderale del materiale Gm velocit di trasporto va peso specifico dellaria a rapporto volume di aria/volume di materiale rv lunghezza del circuito L dislivello del circuito H 3 gomiti a 90 1 valvola di intercettazione (ai fini del dimensionamento di

massima la valvola di intercettazione viene considerata come un ulteriore raccordo a 90)

Dimensionamento di un trasportatore pneumatico

Calcolo della sezione e del diametro della condotta Si ricava innanzi tutto la portata volumetrica di aria occorrente al

trasporto: Qa = rv Qm = rv Gm/m

Si pu ricavare anche il rapporto in peso tra laria ed il materiale r P = Gm/a Qa . Si determina quindi la sezione della condotta:

S = Qa / va

e quindi di conseguenza il diametro della condotta:

D = 4S/

In funzione del valore del diametro ricavato si sceglie una tubazione

con un diametro commerciale immediatamente superiore a quello calcolato.

Verifiche allintasamento Ultimato il calcolo del diametro della condotta si effettuano le

verifiche allintasamento ; esse prevedono:

D>= 2.5 dmax

D>=15 dm

St>= 10 Sm1

D il diametro della tubazione dmax il diametro massimo del grano

dm il diametro medio del grano

St la sezione della condotta Sm1 la sezione media di materiale in 1 metro di tubazione

Si procede alle verifiche. Se una delle prime due non verificata si

aumenta il diametro della condotta, lasciando inalterata la velocit di trasporto e si rieffettuano le precedenti verifiche. Per la verifica della

terza condizione si procede calcolando prima St

Dimensionamento di un trasportatore pneumatico

St = D2 / 4

E successivamente Sm1 = Gm1/m ove

Gm1 = Gm/vm

vm la velocit del materiale che risulta vm = k va ove va la velocit di trasporto dellaria e k il coefficiente di riduzione per la minore velocit del materiale rispetto allaria , normalmente = 0.75. si pu cos verificare anche la terza condizione.

Calcolo delle perdite di carico dellaria

1. Energia di avviamento

Per imprimere allaria la velocit necessaria per trasportare il materiale,si ha una perdita di carico pari a :

h1a = a (va2/2g)

2. Ingresso nel circuito La perdita di carico che si presenta allingresso del circuito in un impianto in pressione pari a :

h2a = 4 h1a

3. Attrito nei condotti La perdita di carico per attrito del fluido che si muove in un

condotto di lunghezza L e di diametro D esprimibile attraverso la relazione :

h3a = 8.12x10-4 x a

0.852 x va1.924/D1.281 x L

4. Perdite localizzate Le perdite localizzate, vedendo lo schema dellimpianto, consistono in tre raccordi a 90 ed in una valvola di

intercettazione,che pu essere considerata come un ulteriore raccordo, per cui la lunghezza equivalente in tale caso vale

Le = 10 D per ogni raccordo e quindi complessivamente Le = 40 D

Da cui il valore della perdita localizzata :

h4a = 8.12x10-4 x a

0.852 x va1.924/D1.281 x Le

Dimensionamento di un trasportatore pneumatico

5. Perdita nel ciclone

La perdita ad esso imputabile calcolabile come :

h5a = 10 a (va2/2g)

6. Perdita nel filtro

Tale perdita desumibile dalle specifiche tecniche del filtro,indichiamola come h6a

La perdita di carico complessiva dovuta allaria data da :

HTOT a = h1a + h2a + h3a+ h4a + h5a + h6a

Calcolo delle perdite di carico del materiale

1. Energia di avviamento La perdita di carico per imprimere al materiale la forza viva

necessaria vale : h1m = Gm/Qa x (K va )

2 / 2g

2. Ingresso nel circuito La perdita di carico :

h2m = 2 h1m

3. Attrito nei condotti La perdita di carico causata dallattrito tra materiale e tubazioni dipende dallangolo di attrito tra i suddetti elementi. Per tubazioni in acciaio il materiale trasportato ha un angolo

di attrito = 30 ; conoscendo anche la frazione del

materiale che viene a contatto con le pareti c si ha :

h3m = c tang. (Gm / Qa ) L

4. Dislivello La perdita di carico per il superamento da parte del material

del dislivello H data da :

h4m = (Gm / Qa ) H

Dimensionamento di un trasportatore pneumatico

5. Variazioni di direzione

La perdita di carico vale :

h5m = r P h4a

Le perdite di carico attribuibili al materiale valgono dunque :

HTOT m = h1m + h2m + h3m+ h4m + h5m

Da cui la perdita di carico complessiva :

HTOT = HTOT a + HTOT m

Calcolo delle potenza richiesta alla macchina operatrice

La bassa prevalenza richiesta dallimpianto consente di poter utilizzare quale macchina operatrice un ventilatore centrifugo di potenza pari a :

P = Qa (HTOT / )

dove il rendimento globale della macchina