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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
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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
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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
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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;
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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.
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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
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Introduzione al trasporto pneumatico
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Introduzione al trasporto pneumatico
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Introduzione al trasporto pneumatico
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Introduzione al trasporto pneumatico
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Introduzione al trasporto pneumatico
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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
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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
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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
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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:
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Introduzione al trasporto pneumatico
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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
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Vista isometrica dell’impianto
Lunghezza complessiva del circuito circa 70 m
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Lay-out
Posizionamento delle tubazioni di policarbonato per l’ispezione dell’impianto
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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%
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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
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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
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Analisi dei componenti principali (zona 2)
aria
MotorePortata
elettrico
della
stellare
Valvola stellare
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28
Analisi dei componenti principali (zona 2)
Portata aria
Vista della stellare dal
lato dell’ingresso del
materiale
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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