EFECTO DEL DIÁMETRO DE TUBERÍA EN LOS FENÓMENOS DE DEPOSITACIÓN Y DESPRENDIMIENTO DE PARTÍCULAS SÓLIDAS EN UN SISTEMA DE TRANSPORTE NEUMÁTICO HORIZONTAL

Abstract

This research focuses on an experimental study of the phenomena of pick up and saltation of particles in a horizontal pneumatic conveying system and the effect of pipe diameter on these phenomena. Four bulk materials (corn gritz, plastic pellet, sand and sugar) were tested in a pneumatic conveying system with three pipes of different internal diameters (58 [mm], 45 [mm] and 32 [mm]). To carry out this work, a horizontal transport system was implemented, using air as the carrier gas. This horizontal pneumatic transport system is in the Research Center for Materials Transportation (CITRAM) of the Department of Mechanical Engineering at Universidad Técnica Federico Santa María. The solid bulk material for the pick up test is placed on a removable section of pipe. Then it´s gradually increased the air speed in the pipe. While the material is being released, the height of the material is measured, and by an equation a air speed is obtained for each measurement. For the deposition tests the material starts in the feed point, and is transported to the unloading point, controlling the solids flow by orifice plates to have more measurement points. The speed is gradually decreased and the flow inside the pipe changes recording system pressures up to the deposition of the material. With the results obtained, it was concluded that the pneumatic conveying system worked properly and it was possible to determine the effect of the pipe diameter in the phenomena of pick up and saltation. The pick up velocity increases if the pipe diameter increases. The saltation velocity increases if the pipe diameter decreases and it´s independent of the solid loading.Esta investigación se centra en un estudio experimental de los fenómenos de desprendimiento y depositación de partículas en un sistema de transporte neumático horizontal y el efecto que tiene el diámetro de tubería sobre ambos fenómenos. Se ensayaron cuatro materiales sólidos a granel (gritz de maíz, pellet de plástico, arena y azúcar) en un sistema de transporte neumático con tres tuberías de distintos diámetros internos (58 [mm], 45 [mm] y 32 [mm]). Para llevar a cabo este trabajo se implementó un sistema de transporte horizontal, utilizando aire como gas de transporte. Este sistema de transporte neumático horizontal se encuentra en el Centro de Investigación para el Transporte de Materiales (CITRAM) perteneciente al Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad Técnica Federico Santa María. Para los ensayos de desprendimiento el material sólido a granel se coloca en una sección removible de la tubería. Luego se va aumentando gradualmente la velocidad del aire a través de un variador de frecuencia. A medida que se va desprendiendo el material, se mide la altura libre de material, y se calcula la velocidad de desprendimiento para cada medición. En el caso de los ensayos de depositación, el material parte en el punto de alimentación y se transporta hasta el punto de descarga, controlando el flujo de sólidos con placas orificio. La velocidad se va disminuyendo gradualmente y se observa cómo cambia el flujo al interior de la tubería registrando la presión del sistema hasta llegar a la depositación del material. Con los resultados obtenidos se pudo concluir que el sistema de transporte neumático funcionó correctamente y fue posible determinar el efecto que tiene el diámetro de tubería en los fenómenos de desprendimiento y depositación. La velocidad de desprendimiento aumenta con el diámetro de tubería, y la velocidad de depositación disminuye si el diámetro de tubería aumenta, y ambos fenómenos son independientes de la relación de carga.