MODELACIÓN COMPUTACIONAL DE UN SISTEMA DE TRANSPORTE NEUMÁTICO DE SÓLIDOS A GRANEL

Abstract

El presente trabajo de título se realizó con el fin de generar un modelo computacional para el cálculo de la caída de presión y los parámetros de operación para sistemas de transporte neumático de fase diluida y de presión positiva. El modelo se realizó mediante algoritmos de cálculo utilizando el software Microsoft Excel. La base del modelo está compuesta por las ecuaciones que gobiernan este tipo de fenómeno de transporte, las cuales se obtuvieron de literatura relacionada con el tema y estudios realizados anteriormente en el Centro de Investigación para el Transporte de Materiales (CITRAM), dependiente del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad Técnica Federico Santa María. Se realiza una crítica para la ecuación de la caída de presión provocada por la fricción del aire al fluir al interior de una tubería propuesta originalmente por Darcy - Weisbach, debido a que en su estructura no considera la compresibilidad del aire, manteniendo la velocidad y la densidad del gas como constantes. Esto genera un error conceptual en cuanto a que para trasladar el aire de un punto a otro, es necesaria una diferencia de presión la cual produce el efecto de compresibilidad del gas. Con estos antecedentes, se genera una expresión nueva en base a la integración de dicha ecuación. Además, se analizan diferentes coeficientes de fricción para el aire y los sólidos en tuberías y curvas desarrollados a través de la historia, y se determinan rangos de aplicación para sistemas de transporte neumático de materiales sólidos a granel. Finalmente, se valida el modelo desarrollado mediante comparación con casos reales y ejemplos en la literatura de sistemas de transporte neumático, con el fin de determinar el grado de precisión del modelo propuesto, diseo de nuevos sistemas, optimización de sistemas existentes, modificación de parámetros, límites de operación, etc.