Farklı basınç gradyanları altında pnömatik taşıma performansının deneysel analizi

İçindepnömatik taşıma sistemleri, Basınç gradyanı, boru hatlarındaki gaz ve katı parçacıkların akış durumunu tanımlayan kritik bir parametredir. Taşıma sırasında direncin üstesinden gelmek için gereken enerji tüketimini doğrudan yansıtır ve verimlilik, istikrar ve maliyet etkinliğini önemli ölçüde etkiler. Bu nedenle, değişen basınç gradyanları altında sistem performansı üzerine derinlemesine araştırmalar, tasarımı optimize etmek, operasyonel verimliliği artırmak, enerji tüketimini azaltmak ve malzeme kaybını en aza indirmek için gereklidir. Bu makale, basınç gradyan varyasyonlarının pnömatik taşıma performansı nasıl etkilediğine dair deneysel bir analiz sunmaktadır.

Pnömatik taşıma ve basınç gradyanının temelleri

Pnömatik taşıma nasıl çalışır

Pnömatik taşıma sistemleriÖncelikle yüksek hızlı hava akışı oluşturmak için hava kaynaklı malzemeleri (örneğin, üfleyiciler, kompresörler) kullanın, kapalı boru hatları aracılığıyla granüler malzemeler itin. Katı gaz oranı ve akış hızına dayanarak, pnömatik taşıma iki ana tipte kategorize edilir:

• Seyreltili faz taşıma: düşük katı gaz oranı, yüksek gaz hızı, hava akışında asılı parçacıklar. Kısa mesafeli, düşük yoğunluklu malzeme transferi için idealdir.
• Yoğun faz taşıma: yüksek katı gaz oranı, düşük gaz hızı, parçacıklar fişlerde veya katmanlarda hareket eder. Uzun mesafeli, yüksek kapasiteli veya kırılgan/aşındırıcı malzemeler için uygundur.

Basınç gradyanı ve önemi

Basınç gradyanı (PA/M veya KPA/m olarak ölçülür), birim boru hattı uzunluğu başına basınç değişikliğini ifade eder. Pnömatik taşımada, sürtünme, yerçekimi ve ivme direnci nedeniyle enerji kaybını gösterir.

Basınç gradyanının temel etkileri:

• Enerji tüketimi: Daha yüksek gradyanlar üfleyicilerden/kompresörlerden daha fazla güç gerektirir.
• Akış stabilitesi: Optimal gradyanlar kararlı akış sağlar (örn. Yoğun faz tapası akışı). Çok düşük → tıkanma; Çok yüksek → aşırı aşınma ve enerji atığı.
• Taşıma Kapasitesi: Belirli bir aralıkta, gradyanın arttırılması malzeme verimini arttırır.
• Malzeme ve Boru Hattı Hasarı: Aşırı gradyanlar parçacık kırılmasını ve boru hattı aşınmasını arttırır.

Deneysel Yöntemler ve Performans Metrikleri

Deney kurulumu

Tipik bir pnömatik taşıma test teçhizatı şunları içerir:

1. Hava temini (üfleyiciler, kompresörler)
2. Besleme Sistemi (vidalı besleyiciler, döner vanalar)
3. Boru Hattı Taşıma (akış gözlemi için şeffaf)
4. Gaz-katı ayırıcı (siklonlar, çanta filtreleri)
5. Tartım ve Toplama (Malzeme Verimini Ölçme)
6. Sensörler ve DAQ Sistemi:

• Basınç dönüştürücüler (yerel/global gradyanlar)
• Akış Sayaçları (Gaz Hacmi)
• Hız ölçümü (LDV, PIV)
• Sıcaklık Sensörleri

Anahtar Performans Göstergeleri

• Toplam basınç düşüşü (Δp toplam ) = gaz fazı (Δp g ) + katı faz (Δp s )
• Basınç gradyanı (ΔP/L) - Çekirdek parametre (PA/M)
• Katı Kütle Akış Hızı (M _s ) - kg/s veya t/h
• Katı gaz oranı (μ) = M _{s /m g}
• Enerji Tüketimi (E) = Güç Girişi / M _s
• Parçacık kırılma ve boru hattı aşınma oranları