Transportador Neumático
Diseño de
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DISEÑO Y CALCULO DE UN TRANSPORTADOR TRANSPORTADOR NEUA NEU ATICO PARA ASERRIN
ARCO RE!ERERNCIAL DEL PROYECTO El transporte neumático en fase densa se utiliza en todos aquellos sectores que manipulan graneles o pulverulentos. Cemento, detergentes, carbonatos, fertilizantes, carbón, alimentos, productos farmacéuticos, entre otros. Esta tecnología utiliza aire comprimido a presiones que varían desde 2 a bar. Es apto para todo tipo de materiales, ! es ideal para productos abrasivos, donde la ba"a velocidad de transporte evita desgastes en tuberías, codos ! demás elementos. Es posible transportar #asta distancias de 2.$$$ metros ! con capacidades superiores a las $$ % #. &a densi'cación del producto dentro de la tubería ! la ba"a velocidad de transporte (entre 2 a 12 metros por segundo) permiten un tratamiento suave del producto, evitando la rotura de las partículas, factor crítico en determinadas industrias. El transporte neumático en fase densa evita los escapes de polvo, es *e+ible ! adaptable a cualquier ruta de transporte, siendo totalmente automatizable. istemas de transporte neumático en fase densa. %ecnología %ecnología limpia, 'able, sencilla ! económica. -deal para todo tipo de productos sólidos en grano ! polvo. Es capaz de manipular grandes cantidades de producto ! tratar con suavidad el material us características son a"o nivel de mantenimiento por menor desgaste de elementos a"o consumo energético olo se consume de aire cuando se transporta Consumo de aire está relación directa al volumen transportado /enor tiempo de paradas, debido a las pocas partes su"etas a desgaste o reparación /enores costos de capital. %uberías ! 'ltros más peque0os acilidad para la realización de futuras ampliaciones istemas de transporte neumático se utilizan ampliamente en la industria para transportar materiales secos, 'nos ! a granel porque son e+tremadamente e+tremadamente versátiles, adecuados ! económicos para muc#os procesos. El transporte neumático de sólidos se #a practicado por más de un siglo en el mundo ! #o! se puede encontrar sistemas de este tipo en las más variadas industrias la minería, industria del cemento ! construcción, química ! farmacéutica, plásticos, de alimentos, papel, vidrio, energía, etc. 3or e"emplo, el transporte ! descarga neumática de cemento, cal, az4car, pellets plásticos en camiones a granel presurizados5 sistemas de transporte e in!ección neumática de concentrado de cobre seco a convertidores
"arem Contreras E#e$aci%n & transporte
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%eniente, ! sistemas similares para carbón pulverizado que alimentan calderas ! #ornos5 sistemas de transporte neumático de fertilizantes, !eso, co6e, cenizas, sal, alimentos, granos, aserrín, etc. en plantas de procesos5 sistemas de captación ! transporte neumático de polvo5 etc. El ob"etivo principal de un sistema de transporte neumático es transportar materiales sólidos a granel desde un punto a otro por medio de un *u"o de gas a presión, !a sea positiva o negativa, ! a través de una ca0ería. /ateriales partículas 'nos en el rango de los micrones #asta partículas de 2$ mm se pueden transportar en forma #orizontal !7o vertical, desde algunos metros #asta má+imo dos 6ilómetros de distancia, ! con capacidades de #asta 1$$$ t7# a través de ca0erías de #asta $$ mm de diámetro. &a principal venta"a del transporte neumático de sólidos a granel es que los sistemas son cerrados, ! por lo tanto, no8contaminantes. El material transportado se 9encierra: totalmente dentro de la ca0ería, lo cual protege al producto del medio ambiente ! viceversa (al medio ambiente del producto en caso de transportar materiales peligrosos, e+plosivos, tó+icos, biológicos, etc.). ;demás, son sistemas mu! limpios, adecuados para muc#os ! variados procesos, *e+ibles para cambiar de dirección, requieren de un reducido espacio ! son fáciles de automatizar.
'USTI!ICACION El sistema neumático de transporte es mu! conocido en nuestro medio por lo cual la demanda es más amplia en este los caso el transportador neumático para aserrín es requerida en aserraderos, graneros. eg4n la necesidad ! la demanda vemos la necesidad de dise0ar un transportador neumático para aserrín a"ustable a distintos tipos de necesidades ! requerimientos en el mercado.
O('ETI)OS O*+eti$o ,enera#
O*+eti$os Espec-.cos "arem Contreras E#e$aci%n & transporte
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PARAETROS DE DISEÑO Parámetros Principa#es/0 %ransportar el aserrín a una velocidad promedio de >$. m7s por medio de canaletas neumáticas impulsado por un ventilador centrifugo. &a maquina deberá será capaz de transportar >?$ 6g de viruta de madera en un tiempo de colección de ? #oras una longitud de $ metros.
Parámetros secundarios &a maquina deberá ser conectada a un ventilador centrifugo por medio una válvula de estrangulación seguido por un 'ltro ! una polea. e debe tomar en cuenta catálogos ! otros parámetros para obtener algunas partes del transportador neumático.
SISTEAS e presentan los siguientes sistemas
Sistema de transmisi%n de potencia/0 Este sistema se compone de dos subsistemas. El sistema neumático de transmisión de potencia ! sistema de tuberías.
Sistema de re1u#aci%n/0 Este sistema permite regular la cantidad de aire que se necesita para transportar el aserrín.
Sistema estructura# & su+eci%n/0 este sistema permite una su"eción adecuada de los elementos estructurales.
Sistema de se1uridad/0 3ermite establecer elementos de seguridad ! comodidad para el usuario ! la maquina.
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SU(SISTEA Su*sistema neumático de transmisi%n de potencia/0 Este subsistema es el que transmite la mezcla aire solido desde un ventilador #asta el lugar de destino
DISEÑO C2LCULO Y ESPECI!ICACION DE ELEENTOS DE UN TRANSPORTADOR NEUATICO PARA ASERRIN Esta e+presión, en general, identi'ca un transportador neumático por tubería, en el cual se alimentan, mecánicamente, materiales secos, pulverizados ! su transporte a destino se obtiene por medio de la energía e+pansiva del aire comprimido. &as unidades básicas de tal sistema son •
An alimentador positivo de cierre de aire.
•
El sistema de tubería
•
An recibidor del producto.
•
•
El suministro de aire un ventilador de presión positiva o un compresor de aire An 'ltro contra polvo (opcional) En general, este tipo de conducción está caracterizado por su, relativamente densa mezcla de sólidos ! aire ! el movimiento de las partículas sólidas. Es obtenido por corrientes de *uido de ba"a velocidad (comparativamente) en los cuales el material permanece suspendido #asta ser descargado en el recibidor. ;sí materiales que poseen un tama0o de partículas ampliamente diversos, pueden ser transportados
Transporte neumático en 3ase densa El transporte neumático en fase densa se utiliza en todos aquellos sectores que manipulen sólidos granulados o pulverulentos. u característica principal es la ba"a velocidad de transporte, ! esta venta"a lo #ace apropiado a una amplia gama de industrias. e recomienda principalmente en aquellos casos donde se requieran altas capacidades de transporte (#asta >$$ %n), largas distancias (#asta 1.$$$ m), una manipulación cuidadosa del producto, o las características de abrasividad del producto lo precisen. %iene aplicaciones en sectores como alimentario, químico, plásticos, minerales, cerámico, cemento, tratamiento de residuos ! medioambiente
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En este caso el transporte es de fase diluida que caracteriza por altas velocidades de gas ma!ores de 2$ m7s, concentraciones ba"as de sólidos, caídas de presión ba"as por unidad de transporte, rutas cortas ! cargas menores de 1$ tn7#r. 3or esta razón se realizara el cálculo con las siguientes ecuaciones
Diseño de un transportador neumático por tu*er-a para aserr-n El transportador tendrá un >?$ 6g de aserrín en un tiempo de colección de ? #r. %omando en cuenta estos datos >?$ 6g 7 ? #r B ?$ 6g7#r 3m B ?$ 6g7#r B $.$1 6g7seg
Caudal volumétrico D B >.? 3m D B >.? ?$ 6g7#r D B 21? 6g7#r B$.22 ton7#r.B$.$? 6g7seg %enemos el caudal volumétrico %omando en cuenta que el peso especi'co del aserrín es >2$ Fg7m > B$.>2 ton7m> $.>2 6g7dm> γ
Dv B D7 0.22 ton
hr
0.32 ton
m3
Dv B Dv B $.?G m>7#r &itros de aire por 6g de material transportado γ
la B 11$
m
la B 11$ >2$6g7m>
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B $.?G m>7#r
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la B >2$$ 6g7m> Holumen de aire Ha necesario por seg Pm l a 1000
Ha B
0.017 × 35200 1000
B $.?m>7seg
Ha B Ha B $.? m>7seg Helocidad de aire en m7seg γ m
v B 2@ 0.32
v B 2@ v B 1>. m7seg
V v
0.6 13.57
B$.2@m
< B $.2@ m Iormalizando el diámetro del tubo tenemos 456mm 7 86 in El diámetro interior es 459mm con un espesor de G.2mm
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Ana vez calculado el diámetro recalculamos la velocidad 4V
vB
π D 2
4 × 0.6
π × 0.242
vB
B 1>.2? m7seg v B 1>.2? m7seg
%eniendo en cuenta que calculamos dos velocidades se saca la media de ambas v B (1>.2? J 1>.)72 B1>.@2 m7seg
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3resión dinámica # d γ a v 2 2 g
#d B 2
1.24 × 13.42 2 × 9.8 m
seg 2
#d B
B 11.>G m7seg
#d B 11.>G m7seg -ngreso al circuito 2# d B 211.>G B 22.K m7seg 3erdidas por friccion en el tubo (laes)5 λ
B $.$2 %omando en en cuenta que la longitud es $ metros Lγ a v 2
λ
D2 g
#ta B 0.02
50 × 1.24 × 13.42 0.25 × 2 × 9.8
#ta B #ta B @. m7seg
3erdida por tramo vertical L B >$ m γ a
#L B
L
#L B 1.2@>$ B>.2 m7seg #L B >.2 m7seg
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2
K
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3erdidas varias por desviación ángulos, codos, válvulas, ciclón, etc. 3erdidas por codo a G$ grados #da B 21$< #da B 21$$.2 B m #da B m %omando en cuenta los tres codos total de perdidas #tda B 1 m
Entrada del ciclón B $< B $$.2 B 12. m 3erdida en el ciclón B @$< B @$$.2 B 1$ m alida del ciclón B 1$$< B 1$$$.2 B 2 m
CALCULOS NECESARIOS PARA EL ATERIAL uerza necesaria para que el material entre en el circuito 0.008
V a
Qv 2
3m B 0.008 0.6
3m B
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−5
6.11 E
× 13.42
2
B $.1@ 6g7m2
G
Transportador Neumático 3m B $.1@ 6g7m2 ricción del material en el tubo α
f B $.$?tg
&D
f B $.$?tg 1$$.?G f B $.@G m7#r Mazón de peso P m
rp B
1.29V
0.14 1.29 × 0.6
rp B
B $.1K 6g7seg
Entrada al ciclón B $
