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Corso di Impianti Meccanici – Laurea Magistrale
Modulo 3. Impianti di trasporto in
sospensione fluida
Sezione 3.1 Introduzione al trasporto pneumatico
Prof. Ing. Cesare Saccani
Department of Industrial Engineering (DIN) - University of Bologna
Viale Risorgimento 2, 40136, Bologna – Italy
1
Introduzione al trasporto pneumatico
1) Trasporto pneumatico
in aspirazione
2) Trasporto pneumatico
in compressione
TR
C: ciclone separatore
D: dispositivo dosatore (rotocella)
F: filtri
S: soffiante
T: teste aspiranti
TR: tramoggia
3) Trasporto pneumatico
misto
2
Introduzione al trasporto pneumatico
c = velocità media assiale del solido
v = velocità media assiale del gas
v’y = componente radiale della velocità di
caduta libera del solido
Ms = massa del materiale da trasportare
Mf = massa del mezzo portante
W = forza di resistenza al flusso
FRs = forza d’attrito sul solido
FRf = forza d’attrito sul mezzo portante
Fq = forza di sollevamento
e = volume interstiziale di riferimento
p = pressione statica
g = accelerazione gravitazionale
A = sezione dell’elemento di volume
infinitesimo considerato
dl = lunghezza dell’elemento di volume
infinitesimo considerato
d = diametro del condotto
β = inclinazione del condotto
W = forza resistente
WS= velocità di caduta libera del solido
3
Introduzione al trasporto pneumatico
c = velocità media assiale del solido;
ρs = densità del materiale da trasportare;
λf = coefficiente di perdita di carico;
W = forza di resistenza al flusso;
d = diametro del condotto;
l = direzione assiale;
g = accelerazione gravitazionale
v = velocità media assiale del mezzo portante;
ρf = densità del mezzo portante;
cW = coefficiente di resistenza;
e = volume interstiziale di riferimento
β = inclinazione del condotto;
p = pressione statica;
4
Introduzione al trasporto pneumatico
Andamento delle perdite di carico in funzione del rapporto di miscela m per un impianto di
trasporto di polipropilene. Lunghezza trasporto 58, 25 metri e diametro del condotto di
trasporto D= 101,6 mm (3’ ½). Granulometria media ‘grains’ 3 mm; ‘flakes’ 0,4 mm.
Portata di solido 10 t/h
Cesare Saccani
“A new simulation program for designing
pneumatic conveying plants”,
Bulk Solids Handling, volume 13 n° 1,
febbraio 1993, Trans Tech Publication, Germany.
5
Introduzione al trasporto pneumatico
David Mills
Risultati sperimentali su perdite di carico per metro nel
trasporto pneumatico di barite in un condotto
di 50 mm di diametro
6
Introduzione al trasporto pneumatico
7
Introduzione al trasporto pneumatico
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Introduzione al trasporto pneumatico
9
Introduzione al trasporto pneumatico
10
Introduzione al trasporto pneumatico
11
Introduzione al trasporto pneumatico
W = cW As ρf/2 (v-c) |v-c|
W = forza di resistenza
cW = coefficiente di resistenza;
As = area di sezione trasversale
del corpo solido;
ρf = densità del mezzo portante;
v = velocità del corpo solido;
c = velocità del mezzo portante.
Res =
v−c
ν
Res = numero di Reynolds del solido;
ds = diametro del corpo solido;
v = velocità del corpo solido;
c = velocità del mezzo portante;
ν = viscosità cinematica del mezzo
portante.
Coefficiente di resistenza di una sfera in funzione dell’indice di Reynolds del solido
12
Introduzione al trasporto pneumatico
W = cW As ρf/2 (v-c) |v-c|
W = forza di resistenza
cW = coefficiente di resistenza;
As = area di sezione trasversale
del corpo solido;
ρf = densità del mezzo portante;
v = velocità del corpo solido;
c = velocità del mezzo portante.
Res =
v−c
ν
Res = numero di Reynolds del solido;
ds = diametro del corpo solido;
v = velocità del corpo solido;
c = velocità del mezzo portante;
ν = viscosità cinematica del mezzo
portante.
Coefficiente di resistenza in funzione dell’indice di Reynolds del solido e della sfericità
13
Introduzione al trasporto pneumatico
W = cW As ρf/2 (v-c) |v-c|
W = forza di resistenza
cW = coefficiente di resistenza;
As = area di sezione trasversale
del corpo solido;
ρf = densità del mezzo portante;
v = velocità del corpo solido;
c = velocità del mezzo portante.
Res =
v−c
ν
Res = numero di Reynolds del solido;
ds = diametro del corpo solido;
v = velocità del corpo solido;
c = velocità del mezzo portante;
ν = viscosità cinematica del mezzo
portante.
rk = raggio di curvatura degli angoli dei corpi solidi
Coefficiente di resistenza in funzione dell’arrotondamento relativo degli spigoli
14
Introduzione al trasporto pneumatico
W = cW As ρf/2 (v-c) |v-c|
W = forza di resistenza
cW = coefficiente di resistenza;
As = area di sezione trasversale
del corpo solido;
ρf = densità del mezzo portante;
v = velocità del corpo solido;
c = velocità del mezzo portante.
Res =
v−c
ν
Res = numero di Reynolds del solido;
ds = diametro del corpo solido;
v = velocità del corpo solido;
c = velocità del mezzo portante;
ν = viscosità cinematica del mezzo
portante.
Coefficiente di resistenza in funzione dell’indice di Reynolds del solido e della forma dei corpi
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Introduzione al trasporto pneumatico
1) coclee (spesso a passo decrescente): utilizzate sia per lo
scarico da separatori, tramoggie, silos, etc. sia per
l’alimentazione del materiale negli impianti in pressione
2) ugelli di Venturi: molto utilizzati nel trasporto di
materiali abrasivi (anche se richiedono portate di aria
notevoli)
3) Canalette fluidificate: un setto poroso (di fibre naturali,
materiali sinterizzati, etc.) separa il materiale dall’aria in
pressione. Questa passa tra i pori fluidificando il materiale
che viene così a presentare una diminuzione notevole
dell’angolo di declivio naturale.
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Introduzione al trasporto pneumatico
Rotocelle:
17
Introduzione al trasporto pneumatico
18
Corso di Impianti Meccanici – Laurea Magistrale
Modulo 3 Impianti di trasporto in
sospensione fluida
Sezione 3.2 - Impianto per il trasporto pneumatico
dell’atomizzato di barbottina
Prof. Ing. Cesare Saccani
Department of Industrial Engineering (DIN) - University of Bologna
Viale Risorgimento 2, 40136, Bologna – Italy
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Agenda
P&I e vista isometrica dell’impianto
Analisi dei componenti principali
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P&I
C : compressore rotativo a palette
EVAC: elettrovalvola aria compressa
PL : pressione relativa ad inizio linea
TZ: temperatura aria ad inizio linea
T#L: temperatura lungo il circuito
EVSC: elettrovalvola per scarico condensa
VRPA: valvola di regolazione della pressione aria
PDZ:pressione differenziale diaframma
PD#: pressione differenziale multiplexer
QMP#: quadretto multiplexer
21
Vista isometrica dell’impianto
Lunghezza complessiva del circuito circa 70 m
22
Lay-out
Posizionamento delle tubazioni di policarbonato per l’ispezione dell’impianto
23
Agenda
P&I e vista isometrica dell’impianto
Analisi dei componenti principali
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Analisi dei componenti principali
Motocompressore Mattei DRS1085
Rotativo a palette
Caratteristiche
Valore
Pressione di esercizio [bar]
10
Resa d’aria libera effettiva [m3/min]
8,5
Raffreddamento olio
Potenza massima erogata a regime dal motore Diesel Perkins [kW]
Range di temperatura ammissibile per l’aria in ingresso [°C]
Umidità relativa ammissibile dell’aria in ingresso
Ad aria
74
Da -5 a +40
≤90%
25
25
Analisi dei componenti principali
Filtro a maniche
Zona 1
Tramoggia di carico
Rotocella
Misura e regolazione
della portata in massa
dell’aria
Zona 2
26
26
Analisi dei componenti principali (zona 1)
Valvola
Portata
a farfalla
aria
a 2 posizioni e
attuatore pneumatico
Tramoggia
del filtro
a maniche
Valvola deviatrice
a 2 posizioni e
attuatore pneumatico
27
27
Analisi dei componenti principali (zona 2)
aria
MotorePortata
elettrico
della
stellare
Valvola stellare
28
28
Analisi dei componenti principali (zona 2)
Portata aria
Vista della stellare dal
lato dell’ingresso del
materiale
29
29
Analisi dei componenti principali
Dettaglia tecnici
della stellare
Caratteristiche principali
Valore
Volume rotore [lt]
19
Diametro rotore [mm]
320
Velocità di rotazione [rpm]
18
75%
Grado di riempimento
Massima temperatura di esercizio [°C]
80
Pressione differenziale massima [bar]
4
Potenza nominale motoriduttore [kW]
1,1
Peso [kg]
445
Dimensioni principali [mm]
30 867x500
x1.10430
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