Politechnika Śląska

Wydział Mechaniczny - Technologiczny

Automatyka i Robotyka

Grupa IV

Sprawozdanie

Laboratorium: TRANSPORT PNEUMATYCZNY MATERIAŁÓW SYPKICH

1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.

Transport pneumatyczny polega na przemieszczaniu materiałów sypkich przewodami rurowymi za pomocą strumienia gazu. Ruch materiału jest wywołany różnicą ciśnień w

urządzeniach transportowych.

A,B - punkty transportowe, początkowy oraz końcowy,

Lz - długość zastępcza

- masa powietrza wtłaczanego

- masa transportowanego materiału sypkiego

P_A' - ciśnienie w układzie

Cechy przesyłania materiałów w zamkniętych przewodach transportowych: zabezpieczenie materiałów przed środowiskiem i odwrotnie, elastyczność prowadzenia trasy w zadanych warunkach, możliwość prostych połączeń do pobierania i odbierania materiału, bezpieczeństwo transportu w przypadku zagrożenia toksycznego i wybuchowego, wysoki stopień niezawodności i możliwość pełnej automatyzacji.

Zalety:

• szybkość, pewność, brak strat materiałowych(transport zamknięty)

• brak zanieczyszczenia środowiska

• brak kontaktu z otoczeniem

• wydajność

• zabezpieczenie materiałów przed środowiskiem i odwrotnie

• elastyczność prowadzenia trasy w zadanych warunkach

• możliwość prostych połączeń do pobierania i odbierania materiałów

• bezpieczeństwo transportu w przypadku zagrożenia toksycznego i wybuchowego

• wysoki stopień niezawodności i możliwość pełnej automatyzacji.

Wady:

• wysoki koszt urządzeń do transportu pneumatycznego (sprężarki itp.)

• zużywanie się elementów przewodów rurowych zwłaszcza na łukach

Charakterystyczne zakresy pracy transportu pneumatycznego:

przez unoszenie ciała stałego w strumieniu gazu

przez przetłaczanie lub ssanie

przez upłynnianie (sfluidyzowanie) materiału;

pulsacyjny.

Własności transportowanego materiału sypkiego:

1. Wilgotność materiału - wpływa na skłonność do zbrylania i przylepiania się do ścianek.

2. Wytrzymałość ziaren - określa maksymalną prędkość przemieszczania materiału, przy której ziarna nie ulegają kruszeniu.

3. Twardość - podstawowe kryterium oceny erozyjnego oddziaływania na instalację.

4. Temperatura - określa rodzaj stosowanego wyposażenia instalacji transportowej, zwłaszcza elementów uszczelnień, napędu i sterowania.

5. Płynność - dla suchych materiałów drobnoziarnistych - gdy po napowietrzeniu nabierają właściwości cieczy.

6. Gęstość właściwa.

W czasie transportu może następować jednocześnie:

• spulchnianie przerobionych mas formierskich;

• rozdrabnianie brył masy wybitej z form (przyspiesza regenerację);

• ochłodzenie suszonych piasków formierskich oraz masy wybitej z form;

• suszenie piasków, gdy temperatura gazu transportującego jest wyższa od temperatury materiału transportowanego.

Linie transportowe należy prowadzić możliwie prostą trasą, łącząc poszczególne elementy (proste odcinki rur, łuki, zawory rozdzielające) szybkomocującymi uchwytami. Doświadczenia eksploatacyjne dowodzą, że po pneumatycznym przetransportowaniu 10000 m³ materiału, ubytek grubości ścianki wzdłuż prostego rurociągu transportowego wynosi przeciętnie 0,5 - 2,5 mm w zależności od intensywności jego erozyjnego oddziaływania. Przy łukach wielkość ubytków może być 20 - 30 razy większa. Na łukach rury zużywają się ok. 300 razy szybciej niż na odcinku prostym.

Rodzaje przenośników (podajników):

1. Ssące (podciśnieniowe) pracują praktycznie przy podciśnieniu do 0,05 MPa. Zakres ich stosowania jest więc ograniczony do transportu materiałów suchych (zwłaszcza toksycznych),

łatwo transportujących się, przy odległości transportu do 100m (maks. 200m).

2. Tłoczące (nadciśnieniowe) zasilane powietrzem o sprężu do 0,8 MPa. Ze względu na wielkość stosowanych ciśnień rozróżnia się instalacje nisko- , średnio- i wysokociśnieniowe. Współczesne rozwiązania urządzeń są stosowane do transportu na odległość do 3 km.

Transport pneumatyczny pojemnikowy - służy do transportu materiałów lub przedmiotów w pojemnikach wewnątrz przewodów. Ruch pojemnika wewnątrz rurociągu jest wymuszony przez wytworzenie różnicy ciśnień przed i za pojemnikiem (np. przesyłanie próbek do badania składu chemicznego).

Najdłuższa instalacja "Lito 2" w Rosji transportuje piasek i żwir rurociągiem o średnicy 1220 mm na odległość 49 km. Wyposażona jest w 25 pociągów, każdy złożony z 8 pojemników o długości 3,5 m i średnicy 1000 mm. Ładowność jednego pociągu wynosi ok 35 ton, a prędkość ich przemieszczania ok. 45 km/godz. Istnieją propozycje zastosowania transportu pneumatycznego dla potrzeb gospodarstw domowych: dostarczanie towarów oraz usuwanie odpadów komunalnych.

Zastosowanie (przenoszenia materiałów na bliskie i dalekie odległości):

1. Torkretowanie pieców i wyrobisk górniczych.

2. Wdmuchiwanie proszków do ciekłego metalu.

3. Transportowanie materiałów w przemyśle spożywczym (Mokate) i farmaceutycznym.

4. Pneumatyczne mieszanie i klasyfikacja materiałów itp.

5. Transport próbek, pieniędzy itp. (tzw. poczta pneumatyczna).

Bardzo istotnym elementem decydującym o wykorzystaniu transportu pneumatycznego są własności transportowanego materiału sypkiego.

Należą do nich:

• wilgotność materiału - wpływa na skłonność do zbrylania i przylepiania się do ścianek

• wytrzymałość ścianek - określa maksymalną prędkość przemieszczana materiału, przy której ziarna nie ulegają kruszeniu

• twardość - podstawowe kryterium oceny erozyjnego oddziaływania na instalację · temperatura- określa rodzaj stosowanego wyposażenia instalacji transportowej, zwłaszcza elementów uszczelnień, napędu i sterowania

• płynność - dla suchych materiałów drobnoziarnistych- gdy po napowietrzeniu nabierają właściwości cieczy

• gęstość właściwa

Parametry:

• wydatek powietrza,

• wydajność (średnica rury);

• zachowanie mat. w rurociągu;

Aby zapobiec wycieraniu łuków, wykonuje się łuki z materiałów bardziej odpornych na ścieranie niż materiał z którego wykonany jest cały układ · na łukach stosuje się grubsze ścianki

Ćwiczenie

1. Schemat układu pomiarowego

2. Opis transportu

Transportowanym materiałem sypkim jest ............................. Powietrze do układu pomiarowego dostarczane jest z kompresora (sprężarki), oznaczone na rysunku przez kółko z kropką. Układ pomiarowy natężenia przepływu 8 wskazuje aktualną prędkość natężenia przepływu powietrza. Na manometrze p₄' odczytujemy wskazanie aktualnego ciśnienia przed otwarciem zaworu 7. Po otwarciu tegoż zaworu następuje wymieszanie sprężonego powietrza w komorze mieszania 2 z transportowanym materiałem sypkim. Manometr p₅' pokazuje wartość ciśnienia medium (powietrze + materiał transportowany) przepływającego przez odcinek transportowy do rozdzielnika materiału transportowanego 6, gdzie pojawia się on przetransportowany przez powietrze. Przygotowanie materiału polega na wsypywaniu go poprzez zasyp dzwonowy 9 do podajnika komorowego 1, który przekazuje pod wpływem grawitacji przekazuje materiał do komory mieszania.

3. Wyniki pomiarów

Dane	Wzory	Obliczenia
D=12mm=0,012m pp=2360 Pa pn=100000 Pa Tn=273,15 ^0K To=18^0C= 18+273 ^0K= 291 ^0K k=1 φ = 0,72 b=1005 hPa = 100500 Pa ρn=1,2759 kg/m^3 ρ'=0,0535 kg/m^3

Niezbędne przekształcenie wielkości pomiarowych:

Pomiar prędkości został odczytany w l/min, wymagany jest w m³/s tak więc korzystamy z zależności:

1l = 1 dm³ = 10_­^-3 m³ (Władysław Wojtowicz - Tablice Mat-Fiz)

oraz T [^oK]= t[⁰C] + 273,15 (Sławomir Wilk - Termodynamika techniczna)

objaśnienia

μ - wskaźnik masowy

k - współczynnik ściśliwości gazu

ρ_g5 - gęstość gazu (powietrze)

ρ_p5 - gęstość pary

p_n - ciśnienie w warunkach normalnych

p_p - ciśnienie pary

b - ciśnienie atmosferyczne

T_n - temperatura normalna

waga powietrza spr !!!! oznaczenie

Tabela wyników

Lp.	mc [kg]	tt [s]	p4' [kPa]	p5' [kPa]	[m^3/s]	[kg/s]	μ [kg/kg]	w5 [m/s]
1	0,81	16,78	0,05	0,12
2	0,81	40,22	0,022	0,005
3	0,81	25,77	0,03	0,18

4. Wnioski

Pomiar nr. 2 został niedokładnie wykonany w wyniku niepełnego otwarcia zaworu odcinającego 7 w wyniku czego ciśnienie było niewspółmiernie niskie dlatego należy ten pomiar odrzucić w obliczeniach.

---