Calculul unei instalații de transport pneumatic al fluidelor bifazice gaz-solid

1.Transportul pneumatic

Transportul pneumatic se bazează pe faptul că unele produse (granule, pulberi) capătă în amestec cu un gaz – de obicei aer – proprietăţi apropiate de cele ale fluidelor. La o anumită viteză a gazului acesta poate transporta produsul.

Când într-un strat de produs granular se aduce, în curent ascendent, un gaz cu viteza foarte mică, se observă că greutatea granulelor învinge forţa ascendentăa gazului. Stratul de produs rămâne fix, iar gazul străbate stratul printre spaţiile dintre particule. În acest caz stratul de produs se mai numeşte strat fix.

Când viteza gazului creşte, se ajunge la un echilibru între forţa ascendentă a curentului de gaz şi greutatea granulei. În acest caz particulele încep să plutească în curentul de gay, starea aceasta marcând începutul fluidizării.

Mărind viteza gazului, forţa ascendentă depăşeşte greutatea particulei. În acest moment particulele încep să urce dezordonat, producând o mărire relativă a stratului. Cum, datorită frecării, se pierde o parte din energia gazului, forţa ascendentă scade puţin faţă de greutatea particulelor, astfel încât acestea cad, revenind la locul iniţial al stratului. În această cădere particulele îşi schimbă poziţia de aşezare; starea aceasta corespunde unei afânări şi se numeşte fluidizare omogenă.

Când viteza capătă valori foarte mari (25 m/s), forţa ascendentă depăşeşte cu mult greutatea particulei, astfel încât produsul este total antrenat de curentul de gaz. Această stare se numeşte transport pneumatic.

Acest mod de transportse poate aplica la materialele sub formă de pulberi sau granule care nu au tendinţă de aglomerare; el se foloseşte cu foarte bune rezultate la transportul făinii, cerealelor, laptelui praf, seminţelor de floarea-soarelui, boabelor şi pudrei de cacao etc.

Clasificarea instalaţiilor de transport pneumatic

Instalaţiile de transport pneumatic se pot clasifica după mai multe criterii care iau în considerare fie modul de lucru, fie cel de formare al amestecului.

După modul în care se face antrenarea particulelor solide instalaţiile de pneumotransport se clasifică în:

-instalaţii la care transportul se face prin antrenarea separată a particulelor solide în curentul de gaze, chiar dacă există ciocniri între particule;

-instalaţii de transport la care materialul este adus în stare de fluidizare prin difuzia unui curent de gaze în spaţiul dintre particule ; în acest caz gazul are rolul de a elimina frecarea dintre granule.

După mărimea presiunii din conducta de transport pneumatic instalaţiile se clasifică în:

instalaţii cu depresiune racordate la un exhaustor;

instalaţii cu suprapresiune racordate la un compresor sau suflantă.

Cele mai utilizate tipuri de instalaţii de transport pneumatic:

-instalaţii cu depresiune, la care încărcarea conductei se realizează cu ajutorul unei pâlnii simple ; utilizată în transportul materialelor fibroase;

-instalaţii cu suprapresiune, încărcarea materialului se face cu ajutorul unui ejector, transportul materialelor pulverulente;

-instalaţia de transport pneumatic cu sorb, la aceste instalaţii se obţin concentraţii mai mari ale amestecului de material solid cu aer şi se evită formarea prafului, dispozitivul de alimentare prin sorb permite introducerea în instalaţia de transport pneumatic a materialelor sub formă granulară sau pulverulentă;

-instalaţia de transport pneumatic prin refulare, alimentarea se realizează cu ajutorul unei pompe cu şurub, folosit în exclusivitate la transportul materialelor pulverulente;

-rigola pneumatica, transportul se realizează prin curgerea pe un plan înclinat a materialului fluidizat, se realizează transportul materialelor măcinate fin şi uscate;

-instalaţia de transport a materialului fluidizat pe verticală, permite transportul a ≈ 100 t/h material pulverulent la o înălţime de 60 m, este un sistem modern deosebit de economic ;

-instalaţia de transport pneumatic cu capsule cilindrice (poşta pneumatică).

Faţă de mijloacele mecanice de transport, transportul pneumatic prezintă multe avantaje, cum ar fi:

-poate transporta materialul fără pierderi, în codiţii igienice;

-nu răspândeşte praf în atmosferă;

-spaţiu redus de amplasare;

-nu au organe mobile (în mişcare);

-traseele de transport pot fi orizontale, verticale, mixte;

-sunt flexibile;

-nu există riscul incendiilor;

-are capacitate mare de transport şi deservire uşoară, fiind automatizat.

Dezavantajul acestui transport este că se realizează cu un consum mare de energie necesar funcţionării pompei de aer.

După cum este plasată pompa de aer în instalaţie, transportul pneumatic se poate realiza prin aspiraţie sau prin refulare.

Transportul pneumatic prin aspiraţie este alcătuit din pompa de aer 1, care aspiră aer prin conducta de aer 2, din grămada de produs 3. aerul încărcat cu particule solide este aspirat cu energie mare într-un grup de mai multe cicloane 4, 5 cu scopul de a reduce din viteza aerului şi a separa granulele din aer.

Produsul granular cade la baza cicloanelor în ecluze, de unde este evacuat prin rotirea ecluzelor, în alt mijloc de transport, sau poate fi ambalat în saci, direct la evacuarea din ecluză (fig1 ,a; fig 2).