7/30/2019 Transporte neumatico2012

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Transporte neumtico

Para desarrollar un sistema de transporte neumtico se deben calcular sus principalescaractersticas, para luego seleccionar sus componentes bsicos, que son:

-Elemento Motriz

-Alimentacin mezcla, aceleracin

-Transporte

-Separacin

Nomenclatura:

: Relacin de Carga

Ug.op: Velocidad optima de transporte [m/s]

dp: dimetro de Partcula. [mm]

Wg: Flujo de gas. [kg/s]

Ws: Flujo de slido. [kg/s]

D: Dimetro de caera. [mm]

Se considera un sistema de presin positiva por tener mayor capacidad de transporte.Para que el flujo sea homogneo y as evitar acumulacin de material, ser de fase DILUIDA, paraesto: 10, as se esta en el limite del tipo de flujo, luego se calcula Uop para =10, estavelocidad ser la mnima requerida para seguir en fase diluida Ug.op = Umin

xyx

opg DgU1

. 10** Segn Rizk (1985)

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Donde

5,21,1

96,144,1

p

p

dy

dxPara este caso se tiene dp 0,2 [mm]

Se recomienda para prevenir interlocking que D 8 dp, es decir D 16 [mm]

Con estos valores se puede calcular Umin.

Asumiendo D= 20 [mm] (mayor que 16) Umin= =7,64 [m/s]Como se requiere un flujo de material Ws = 50tph=13,9 [kg/s]

Se obtiene de

2

4

DU

W

V

W

W

W

opg

s

gg

s

g

s

>

42

D

WU

g

s

op

Con estos valores se toma g = 1,2 [kg/m3] (aire estndar)Uop = 3684 [m/s] La cual es excesiva. Y despus de iterar se obtiene para un dimetro estndarde tubera

D = 228,6 [mm] = 9 [in] Umin = 28 [m/s] y Uop = 28,2 [m/s]

Ahora resta calcular el largo de la caera:

Tramo 1: Soplador- Alimentador T1= 3 [m] (recomendado)

Tramo 2: Aceleracin de partcula Se recomienda 150 D => T2 = 38,1 [m]

Tramo 3: Seccin vertical T3 = 25 [m]

Cada de Presin

PTot= P gas BFP+ Pacel +Pcaeria +Pcurvas .El procedimiento a seguir es el siguiente: Se calculan las perdidas de presin del sistema con

Uop=28,2 [m/s], luego con PTot se obtienen los datos para los componentes de la instalacin.

P gas BFP Se considera despreciable para este caso. Pacel :

Segn Klinzing pggacel UUP Donde Up: velocidad de la partcula

Que se puede obtener segn relacin de Hitchocock & Jenes ggpp UU 18,028,028,0

2,6

Con p = 1200 [kg/m3] y g = 1,2 [kg/m3] (aire estndar); = 10 y Ug = Uop valores

Up = 16,7 [m/s]

Luego,

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Pacel = 5650 [Pa]

PcaeriaPcaeria = Pstastic +Pfriccion Lost

gLP pColSol

)1(

Donde eles la fraccin de volumen ocupada por el gas

p

g

p

g

U

U1

= 0,9831 [-].

L=25 m.

Pestastica = 4970,48 [Pa].

Las cadas de presin por friccin se analizan de la siguiente manera.

Pfriccion Lost= Pfriccion Lost.g+ Pfriccion Lost.p.

2

2

.

D

ULfP

ggT

GstFricc ionLo

Donde Lt es el largo total de la caera, y f factor de friccin.

Segn D. Moody. f=0,03. y Lt = T1 + T2 +T3 = 64,1 [m]

Luego,

Pfriccion Lost.g = 3451 [Pa]

2)1(

2

.

D

ULfP

pp

ppstFricc ionLo

Donde fp factor de friccin de slidos, el cual se calculo como22,1

/192,0 pp Uf Propuesto por

Capes & Nakamura, para este caso en el enunciado del problema se debe ocupar , pero alocupar este factor la presin se eleva de sobremanera llegando a decenas de millones de pascales,por lo que decidimos utilizar la formula antes mencionada y obtendremos as el siguiente factor defriccin

fp = 0,006.

Luego,

Pfriccion Lost.P = 4535,46 [Pa]

Pcurvas :Rb : Radio de curvatura, se recomienda Rb = 5 D Rb = 1,143 [m]

2Re

304,0

2

029,02

25,0.

D

UL

D

RNP

gg

b

GCurvas

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Donde N es el nmero de curvas

Re: Nmero de Reynolds

Usando g = 1,2 [kg/m3] y Viscosidad cinemtica aire

Suponiendo 3 curvas.

Pcurvas.g = 5516,67 [Pa]

Ahora se calcular la cada de presin para el slido debido a las curvas. En nuestro diseo N=2

pstFriccionLob

pcurvas PD

RNP

.

15,1

.

2210

Pcurvas.p = 134856,33 [Pa]

PTot=158980,15 [Pa]Con estas ecuaciones y estos valores iniciales se procede a obtener los datos para la seleccin delos componentes (motor y soplador).

Datos:

-Flujo Slido: 13,9 [kg/s]

-Relacin de Carga: =10

-Flujo de Gas:

( )

()

[ ]

-Dimetro Interno: D = 0,2286 [m]

-Potencia:

Por lo que se debe seleccionar un soplador que entregue un flujo volumtrico de , y debeentregar una potencia mnima de , es decir, 247 hp.Para lograr esta potencia se usara un motor elctrico trifsico de 250 hp el cual se acopla alsoplador.

La siguiente tabla ilustra los componentes antes mencionados.

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Motor Soplador

Marathon Electric Motor 250 hp 1785 RPM 447/

449T Frame 208 - 460 VAC 3 Phase

817 RCS-J Mxima Velocidad 2275 rpm.

Precio: $5000 US Precio: $22500 US

Con lo cual el costo mnimo de esta instalacin es de $27500 US.

Asumiento un tiempo de funcionamiento de 16 horas al da el consumo energtico ser el quesigue.

[ ]