Prof. dr Dragia TolmaProf. dr Slavica PrvuloviTRANSPORTNI SISTEMIUniverzitet u Novom SaduTehniki Fakultet "Mihajlo Pupin" Zrenjanin, 2012.

Univerzitet u Novom Sadu Tehniki Fakultet "Mihajlo Pupin" ZrenjaninProf. dr Dragia TolmaProf. dr Slavica PrvuloviTRANSPORTNI SISTEMIZrenjanin, 2012.

Prof. dr Dragia TolmaProf. dr Slavica PrvuloviTRANSPORTNI SISTEMIRecenzenti: Prof. dr Miroslav Lambi, dipl. in.Prof. dr ivoslav Adamovi, dipl. In. Izdava: Tehniki fakultet Mihajlo Pupin, Zrenjanin Za izdavaa: Prof. dr Milan Pavlovi, dekanGlavni i odgovorni urednik:Prof. dr Dragia TolmaObrada teksta na raunaru: Nedin Aleksandra Kipi LukaCIP - Katalogizacija u publikaciji Biblioteke Matice srpske, Novi SadISBN Tira: tampa:

SADRAJ1. OPREMA KOD MEHANIKIH I HIDRO OPERACIJA TRANSPORTA 6VRSTE OPREME KOD MEHANIKIH OPERACIJA TRANSPORTA 6TRAKASTI TRANSPORTERI 7REDLERI 15ELEVATORI 18KONVEJERI 22ZAVOJNI TRANSPORTERI 25INERCIJALNI TRANSPORTERI 30VALJKASTI TRANSPORTERI 33HIDRAULINI TRANSPORT 36UREAJI HIDRAULINOG TRANSPORTA 36PUMPE ZA MEAVINU 36PNEUMOHIDRAULINI LIFT 38EJEKTORI 392. MAINE I UREAJI PNEUMATSKOG TRANSPORTA 41PNEUMATSKI TRANSPORTERI 42VRSTE SISTEMA 43CIKLONSKI SEPARATORI 48GEOMETRIJSKE MERE CIKLONSKIH SEPARATORA 52VREASTI FILTERI 55CIKLON FILTER 58TOTALNI ODVAJA 59ROTACIONI IZUZIMA 60PRORAUN PNEUMATSKOG TRANSPORTA 61TEHNIKI KAPACITET POSTROJENJA 62RAUNSKA DUINA CEVOVODA 62KOEFICIJENT KONCENTRACIJE SMEE 63GUBICI PRITISKA PRI STRUJANJU SMEE VAZDUHA I MATERIJALA 64PRORAUN POTISNIH I USISNIH SISTEMA PNEUMATSKOG TRANSPORTA663. PUMPE, KOMPRESORI, VENTILATORI 693.1 PUMPE 69TEORIJSKA VISINA PUMPANJA 73STEPEN ISKORIENJA PUMPE 76POGONSKA KARAKTERISTIKA PUMPNOG POSTROJENJA 77PARALELNI POGON PUMPI 80USISNA VISINA PUMPE 813.2 KOMPRESORI 88TURBO KOMPRESORI 88SNAGA I STEPEN KORISNOSTI 88SPECIFINI BROJ OBRTAJA 89RADNE KRIVE 89KLIPNI KOMPRESORI 90SNAGA I STEPEN KORISNOSTI 91DIJAGRAM RADA 93SMETNJE PRI RADU KOMPRESORA 93

3.3 VENTILATORI 97CENTRIFUGALNI VENTILATORI 97AKSIJALNI VENTILATORI 98RADNA TAKA VENTILATORA U NEKOM SISTEMU 98STATIKI, DINAMIKI I UKUPNI NAPOR VENTILATORA 101PRIMERI MERENJA UKUPNOG NAPORA VENTILATORA 102SPREZANJE VENTILATORA 106IZBOR VENTILATORA 1074. VODOVODI 109HIDRAULIKI PRORAUN MAGISTRALNIH VODOVODA 111HIDRAULINI PRORAUN MAGISTRALNIH VODOVODNIH MREA 112ZATITA CEVI OD HIDRAULINOG UDARA---------------------------------1145. NAFTOVODI 117TEHNOLOGIJA TRANSPORTA SIROVE NAFTE NAFTOVODIMA_ 118HIDRAULINI PRORAUN NAFTOVODA PRI IZOTERMNOM STRUJANJU 1216. GASOVODI 122VRSTE I PROIZVODNJA GASA 122KLASIFIKACIJA I ELEMENTI GASOVODA 123IZGRADNJA GASOVODA-------------------------------------------------------------124HIDRAULINI PRORAUN GASOVODA PRI IZOTERMNOM STRUJANJU 1257. PAROVODI 127HIDRAULINI PRORAUN CEVOVODA ZA TRANSPORT PREGREJANE VODENE PARE 127HIDRAULINI PRORAUN CEVOVODA ZA TRANSPORT SUVOZASIENE I VLANE PARE 129LITERATURA 130

1. OPREMA KOD MEHANIKIH I HIDRO OPERACIJA TRANSPORTA1)VRSTE OPREME KOD MEHANIKIH OPERACIJA TRANSPORTAU procesnoj industriji transport vrstog materijala se ostvaruje ureajima koji se prema nainu rada dele u tri grupe: transportni ureaji neprekidnog transporta; transportni ureaji prekidnog transporta (dizalice); transporteri podnog i vazdunog transporta.Za potrebe procesne industrije od velikog znaaja je prva grupa transportnih ureaja, jer se esto javlja potreba za premetanjem velikih koliina sitnozrnastog i komadastog materijala u neprekidnom toku.Operacija neprekidnog transporta je zastupljena u gotovo svim industrijskim procesima: transport sirovina, otprema finalnog proizvoda itd.Faktori koji utiu na vrstu transporta se klasifikuju kao: koliina materijala, veliina i oblik materijala i naravno pravac prenosa materijala (horizontalan, vertikalan ili kos). Ukoliko je materijal koji se transportuje sitniji, sam transport se lake ostvaruje, maine (ureaji) su jednostavnije, a sam postupak jeftiniji.Sam postupak izbora transportnog srestva pa i sam proraun i projektovanje instalacija za transport materijala, jo uvek se bazira na steenim iskustvima projektanata u ovoj oblasti.Podela ureaja za transport materijala prikazana je u sledeem pregledu1) Dedijer, S. : Osnovi transportnih ureaja, 1978.S. Konar-urevi., Grbavi.: Hemijsko inenjerstvo, 1987. R.H. Peryy., C.H. Chilton.: Chem. Eng. Handbook, 1984.ai, M.: Transport fluida i vrstih materijala cevima, 1990.

Transportni ureaji neprekidnog transporta:Ureaji sa vunim elementom: Trakasti transporteri, Redleri,Elevatori, Konvejeri.Ureaji bez vunog elementa: Zavojni transporteri,Vibracioni i inercioni transporteri, Valjkasti transporteri,Pneumatski transporteri, Hidraulini transport, Gravitacioni transporteri.Navedeni redosled, iskorien je u izlaganju pojedinih tipova transporta koji e biti obraen u ovoj knjizi. Transporteri prekidnog transporta su izostavljeni, iz razloga to je ova tematika vezana za poseban predmet prouavanja.TRAKASTI TRANSPORTERITrakasti transporteri su rasprostranjene maine neprekidnog transporta. Oni mogu transportovati rasipne materijale i komadaste terete po horizontalnoj i po nagnutoj (kosoj) povrini.Veoma velika primena trakastih transportera omoguena je nizom njihovih eksploatacionih prednosti: jednostavna konstrukcija, veliki kapacitet, miran i beuman rad.Jedan trakasti transporter ini dva bubnja (1) i (2), od kojih je jedan pogonski a jedan zatezni, i jedna beskrajna traka (3), koja prelazi preko njih. Pogonski bubanj dobija kretanje od elektromotora (7) preko reduktora (8). Traka nalee svojom duinom na male valjke (4) i (5), ime se spreava ugib same trake (sl.1.1). Za poveanje ugla obuhvata trake oko pogonskog bubnja slui valjak za upravljanje (6). Iz razloga to se traka istee u toku eksploatacije (uticaj vlanosti, temperature i starenja u toku rada), a da bi se spreilo eventualno proklizavanje preko pogonskog bubnja, vri se eono zatezanje trake.

Za sipanje rasipnog materijala na nosei deo trake slui levak 9. Greba (11) slui da se traka oisti od nalepljenog materijala.

Sl. 1.1 Trakasti transporterTraka se zatee na taj nain, to se osovina bubnja posebnim zavrtnjima moe pomerati prema potrebi ili je pak potrebno opteretiti tegovima odreene mase koji omoguavaju zatezanje.U praksi postoje mnogi tipovi trakastih transportera, pa ih moemo klasifikovati na nekoliko naina:a). po obliku trake: ravna ili oluasta;b). po tipu trake: sa gumiranom, metalnom i armiranom trakom (sa ianom mreom, metalnim ipkama ili drvenim letvama);c). po vrsti pogona: pogon na jedan ili oba bubnja, sa jednim bubnjem i priteznim valjkom, sa jednim bubnjem i priteznom trakom;d). po nainu sipanja materijala na transportnu traku : sa sipanjem materijala na krajnjem bubnju i na rasponu izmeu dva bubnja;e). po nainu skidanja materijala sa transportne trake: sa plunim skidaima materijala, sa specijalnim kolicima za skidanje materijala.Na sl. 1.2 prikazani su ematski neki od karakteristinih tipova trakastih transportera.Slika 1.2a prikazuje konstruktivnu emu normalnog horizontalnog trakastog transportera. Na sl. 1.2b prikazana je transportna traka podeljena na dva dela, jedan deo je horizontalan a drugi je kos, dok je na sl. 1.2c prikazana ema specijalnog tipa trakastog transportera ugraenog na jednom krutom ramu sa tokovima. Ovakav transporter se moe pomerati po inama na odreenom putu. Traka na ovakvimtransporterima se moe kretati u oba pravca, pri emu se materijal moe istovarivati na jednom ili drugom kraju. Ovim se dobija mogunost rasporeivanja

materijala po celoj povrini ija je duina jednaka priblino dvema duinama transportera.a)b)c)Sl. 1.2. Konstruktivne eme trakastih transporteraZa pravilan rad trakastog transportera bitna je ravnomerna optereenost transportne trake. Ugao nagiba trake treba da bude za 10o manji od ugla klizanja materijala koji se transportuje po traci, kada se ona ne kree:Ugao nagiba trake moe se usvojiti iz tabele 1.

Tabela 1 - Dozvoljeni najvei nagib glatke trake oluastog oblikaVrsta materijalaUgao nagiba u stepenimaVrsta materijalaUgao nagiba u stepenima

Ugalj oraast, antracit17Vlana ljaka kamenog uglja22

Koks drobljeni i prosejani17Suvi pesak24

Ugalj sortirani, drobljeni kamen, sortirani koks18Drobljena ruda25

Ruda u krupnim komadima18Vlaan pesak27

Zrno (penica, kukuruz itd)20Ugljena praina28

Cement20Komadni teret20

Sitan sortirani ugalj20-22Briketi12

Pri ravnomernom napajanju trake sa materijalom ugao nagiba transportera moe biti blizu ugla trenja materijala o traku. Poveanje ugla nagiba transportne trake povlai za sobom izradu specijalne vrste traka sa poprenim rebrima. Ugao nagiba transportera sa ovakvim trakama se penje i do 60o.Kapaciteti trakastih transportera koji transportuju rasipne materijale dostiu vrednosti i nekoliko stotina tona na as, a u specijalnim sluajevima i do 1000t/h. Treba imati u vidu da duina transportera moe biti i vie od 500m, a sama duina transportera, obino se ograniava jainom transportne trake.Profil transportne trake zavisi od konstrukcije (profila) noseih valjaka. Da bi se spreilo rasipanje sitnozrnastog materijala traka se obino izvodi kao oluasta. Ovo se postie na taj nain to se valjci postave pod nagibom (koso).Bez obzira na sloenost konstrukcije, oluast profil trake obezbeuje vei kapacitet transporta materijala i to pri jednakoj irini sa ravnom trakom.Transportna traka treba da je dovoljno elastina i otporna na habanje i udare koji nastaju u transportu. Kao takva se izrauje iz nekoliko slojeva tekstilnih vlakna sjedinjenih meusobno vulkanizovanom gumom. Traka je, sa obe strane, pokrivena slojevima gume u svrhu zatite od habanja i raznih mehanikih oteenja.

Broj slojeva trake je odreen optereenjem trake u procesu transporta, odnosno kapacitetom i irinom trake, pa prema tome trake mogu biti jednoslojne ili vieslojne.Doziranje materijala na transportnu traku i njegovo skidanje se moe obavljati runo i automatski (sluaj sa sitnozrnastim materijalima).Doziranje se obino izvodi pomou punih transportera, rotacionih dodavaa ili preko oluka i levkova po kojima se sputaju komadasti ili sitnozrnasti materijali. Zadatak oluka je da se usmerava materijal na traku i da uz to spreava udare. Pri tome se oluk postavlja po takvim uglom da se brzina materijala koji klizi ka traci priblii brzini trake, u cilju smanjenja njenog habanja.Skidanje materijala sa trake vri se na nekoliko naina: pomou ploa- skidaa, pomou bonih valjaka i pomou istovarnih kolica.Da bi se trakasti transporter proraunao, potrebni su nam sledei parametri: potreban kapacitet transporta, Q (t/h); nasipna gustina materijala, m (t/m3); najvee dimenzije komada, dmax (mm); karakteristike samog transportera - rastojanje izmeu centara doboa, duinehorizontalnih delova trake, ugao nagiba itd.Kapacitet trakastog transportera pri transportu rasipnih materijala dat je sledeom formulom:Q = 3600 A v t/hgde su:

A - povrina poprenog preseka nasutog materijala u m2;v - brzina kretanja trake u m/s.

Prilikom prorauna moe se aproksimirati, da se materijal na ravnoj traci kree u obliku trougla, pri emu je irina sloja, radi spreavanja prosipanja materijala:b = 0.8 B mgde je :

B - irina trake u (m).

Najvea visina materijala na traci se definie kao:h b tg2gde je:

- ugao osnove trougla.Povrina preseka materijala na traci je, za ovaj najjednostavniji sluaj:

A b h2

0.16 B2 tg m22

Svaki naredni sloeniji profil preseka povrine treba razloiti na elementarne geometrijske oblike, a zatim sve povrine pojedinano raunati i na kraju izraunati ukupnu povrinu koja figurie u jednaini (1).Tabela 2. - Kapaciteti trakastih transportera:Vrsta materijalaUgao sopstvenog pada pri kretanju u stepenimaKapacitet ravne trake(t/h)Kapacitet oluaste trake (t/h)

Ugalj, koks i dr.30Q=155 B2 vQ=310 B2 v

Ruda, ljunak i dr.35Q=180 B2 vQ=338 B2 v

Zrno25Q=128 B2 vQ=284 B2 v

Problemi vezani za praksu upravo obrnuto zadaju problem, kapacitet je poznat, potrebno je dimenzionisati transportnu traku. Kombinacijom jednaina (1,2 i 3) dobija se potrebna irina trake:

B Q m

v tg

576

Iz obrasca se moe videti da poveanjem brzine trake moe se skratiti irina trake i broj njenih slojeva; dalje dobija se i potrebni reduktor sa manjim prenosnim odnosom pa i laki i jeftiniji pogon.Pri dimenzionisanju trake treba voditi rauna da irina trake odgovara krupnoi materijala koji se transportuje, odnosno irina trake treba da je 2 2.4 puta vea od gabarita najveeg granulata i da je 4 5 puta vea od srednje dimenzije komada.Za transport komadastog materijala, kapacitet se rauna po formuli:Qgde je:

3.6

G vL

t/h

G - masa pojedinanog komada koji se transportuje;L - rastojanje izmeu dva uzastopna komada materijala.U sluajevima poveanja ugla nagiba bonih valjaka - koji daju oluast profil traci - poveava se kapacitet trake i do 25%, ali dolazi do pojave optereenja trake na mestima pregiba, pa se reenje trai u ugraivanju elastinije trake.Obino je brzina transportera izmeu 1 2 m/s, dok je kod nekih transportera brzina i 5m/s, pri irini trake 1600 2000mm. Treba napomenuti da se brzina traka ispod 0.75m/s ne preporuuju, izuzev u specijalnim sluajevima kada se transporterom prenose komadni materijali.Gornju granicu brzine trake ograniava nekoliko faktora: krtost materijala, to je vano pri sipanju i skidanju materijala sa trake; porast dinamikih optereenja na leajevima oslonaca noseih valjaka, kao i usled statike neuravnoteenosti valjaka; poveanje habanja na mestima gde materijal pada na traku, kao i na mestima gde se traka isti.

U tabeli 3, dati su podaci za uobiajene prosene i maksimalne brzine trake pri transportu raznih vrsta materijala.Tabela 3 - prosene i maksimalne brzine trake pri transportuVrsta materijalaBrzina trake (m/s) pri razliitoj irini trake u mm

400500650800-10001200-1600

Nerasipni (ugalj) i rasipni (pesak) sitnozrnasti materijal1.0/1.51.5/2.01.75/2.52.0/3.02.25/3.0

Rasipni sitno i srednje komadasti materijal (ljunak, pepeo)1.0/1.251.25/1.51.5/2.01.75/2.52.0/2.5

Rasipni krupnokomadasti materijal(kamen, ruda)1.0/1.51.25/1.751.15/1.751.5/1.751.5/1.75

Prainasti materijal0.8/1.00.8/1.00.8/1.00.8/1.00.8/1.0

Snaga utroena na prenoenje materijala data je sledeom relacijom: Q L

N k c L1 v

0.00015

Q L1

2 kW

367 gde je:

k - koeficijent u funkciji duine transportera L, tabela 4;c - koeficijent u funkciji irine trake; kod transportera kod kojih su valjci oslonjeni u kuglinim leajevima c se uzima iz tabele 5;Q - kapacitet transporta, t/h;v - brzina transportera, m/s;L1 - horizontalna duina transportera, m; L2 - vertikalna duina transportera, m.

Tabela 4 - Koeficijent k u funkciji LL< 15m16 -30m30 -45m> 45m

k1.251.101.051.00

Tabela 5 - Koeficijent cirina trake, mm50065080010001200

Koeficijent c0.0180.0230.0280.0380.048

REDLERIRedler ili grabuljasti transporter je prikazan na sl. 1.3. Sastoji se iz nepokretnog korita (oluka) (1) koje je uvreno na noseoj konstrukciji (2) transportera i vunih lanaca sa tokovima (3) koji nose izmeu sebe grabulje ili lopatice za potiskivanje materijala u lebu. Lopatice (4) potiskuju a (4') se vraaju.

Sl. 1.3 Redler transporter

Radna strana transportera moe da bude gornja ili donja, meutim treba imati u vidu da je sipanje materijala iz transportera znatno lake ako je radna strana donja.Pri kretanju uzdu leba, grabulje ne bi trebalo da menjaju svoj poloaj usled delovanja sila otpora pri guranju materijala. Iz tog razloga bira se odreena veliina koraka i veliina grabulja, kako se materijal ne bi gomilao izmeu njih. Pored radnih lebova pravougaonog oblika postoje i sakosim stranama, koji imaju prednost u tome to se stvaraju mnogo manji otpori pri kretanju materijala (i do 20%). Poto se kod ovih transportera materijal prenosi klizanjem po nepokretnom koritu, to su potronja energije i habanje lebova vei nego kod trakastih transportera.Osnovne mane redlera u odnosu na trakaste i ploaste transportere su: vea potronja energije, mogunost drobljenja transportovanog materijala i habanje lebova. Meutim redleri imaju i svoje prednosti koje se ogledaju u: mogunosti istovara materijala na eljenom mestu, manja im je teina i cena nego ploastih transportera, i mogu zahvatati materijal iz gomile to je u nekim sluajevima veoma vano.Kapacitet redlera se kree od 100 150t/h a duina na koju se materijal transportuje ne prelazi 50 60m.Kapacitet redlera se rauna po sledeem obrascu:Q 3600 B h

v t/h

gde je:

B - irina korita (m);h - visina korita (m);- koeficijent koji vodi rauna o srednjoj efektivnoj povrini preseka

materijala(tabela 6);- koeficijent punjenja (0.5 0.6) . Q - kapacitet transporta, t/h;v - brzina transportera, m/s

Tabela 6 - KoeficijentKarakteristika transportovanog materijala Koeficijent pri nagibu transportera

0o10o20o30o35o40o

Lako rasipni materijali10.850.650.5-------

Teko rasipni materijali110.850.750.60.5

Za orijentaciono odreivanje snage elektromotora za pogon redlera koristi se sledei obrazac:N Q L1 kW367gde je:

Q - kapacitet transporta u t/h;L1 - duina transportera izmerena po horizontali u m;- koeficijent ija se veliina bira iz tabele 7, u zavisnosti od tipa lanca i kapaciteta transportera;- stepen korisnosti (0.8 - 0.85).Tabela 7 - Koeficijent

Tip transporteraKoeficijent pri kapacitetu transportera (t/h)

4.5918273645

Sa lancima sa tokiima2.251.71.31.11.050.7

Sa lancima bez tokia4.23.02.251.91.71.6

ELEVATORIElevatori su maine neprekidnog transporta koji slue za prenos sitnozrnastog i komadastog materijala, i to kako u vertikalnom pravcu tako i u kosom prema horizontali. U ovom drugom sluaju ugao varira u intervalu od 60o do 75o.Na sl.1.4 dat je jedan elevator kofiar koji se sastoji iz vunog organa-trake (1) na koju se privruju kofice (2), gornje remenice (3), donje remenice (4). Radni organ elevatora je obloen oklopom od lima, koji se sastoji iz gornjeg dela glave (5), srednjeg dela-elevatorskih cevi (6) i donjeg dela-noge (7). Za pogon radnog organa slui mehanizam koji se sastoji iz motoreduktora (8) i spojnice (9) koja povezuje motoreduktor sa vratilom gornje remenice. Vratilo je snabdeveno konicom (10) radi obezbeenja optereenog kraka radnog organa od vraanja pri zaustavljanju motora, ukoliko nije predvien samokoei motoreduktor.Tehnoloki proces transportovanja elevatorima, sastoji se u sledeem: Materijal se na donjem delu optereenog kraka transportne trake izruuje preko levkastog otvora A u kofice, ili kofice zahvataju ve nasuti materijal preko otvora B, iz donjeg dela oklopa. Posle zahvatanja, materijal se die zajedno sa koficama vertikalno, te prelazei preko gornje remenice kofice se izvru i istresaju materijal kroz levak C. Pranjenje se vri pomou centrifugalne sile, koja dolazi do izraaja usled breg okretanja kofice oko gornje remenice. Materijal tako ispada iz kofice, u obliku kosog hica, kada kofica pree gornju ivicu gornje remenice i pada u izlazni levak C. Da bi povraaj materijala, a time i lom zrna sveo na najmanju moguu meru, ugraen je pomini uber D.Zbog dejstva centrifugalne sile i uestalih udara zrnaste mase, u stranicu E, i ona je izvedena kao dvostruka, tako da se unutranja stranica moe povremeno zameniti. Elevatori su snabdeveni dubokim koficama kao radnim organima, kada se koriste za transport zrnastih materijala, a poludubokim koficama kada se koriste za transport branastih materijala.Elevatori se dele na nekoliko grupa: po vrsti konstrukcije na vertikalne i kose; po vrsti vunog elementa na trakaste i lanaste; po brzini kretanja kofica na brzohodne i sporohodne; po rasporedu kofica.Zajedno sa trakastim transporterima, elevatori su najee primenjivani ureaji neprekidnog transporta. U poreenju sa drugim ureajima elevatori zauzimaju manji prostor.

Kapacitet kofiastog elevatora dat je jednainom:Qgde je:

3.6 Vka

v t/h

Vk - zapremina kofice u litrima;a - rastojanje izmeu kofica u (m);- koeficijent punjenja kofice;v - brzina kretanja elevatora u (m/s).Poslednju jednainu moemo iskoristiti za izraunavanje potrebne zapremine kofice za dati materijal i eljeni kapacitet:Vk Q

a 3.6 vSame kofice za rasuti materijal imaju zapreminu od 1-3 litara, a za krupan materijal od 15-100 litara.Na traci ili lananiku se postavljaju tako da ne smetaju jedna drugoj pri punjenju i pranjenju. Brzina kretanja trake iznosi od 0.75 do 1.25m/s, dok je visina dizanja do 50m, a u izuzetnim sluajevima i vie. Koeficijent korisnog dejstva je =0.4 0.75.

Sl. 1.4. Elevator kofiar20

U tabeli 8, date su brzine kretanja elevatora u funkciji nekoliko parametara.Tabela 8 - Brzine kretanja elevatoraPriroda rasipnog materijalaPrimeri tipinog materijalaTip koficeKoeficijentPri brzini v m/s

trakalanci

Prainasti materijalUgljena prainaduboka0.85-----0.6-0.8

Cementduboka0.751.25-1.8----

Sitnokomada-sti i zrnasti materijalKameni ugaljduboka0.7-0.81.25-21.25-1.6

ljunakRudapreklapajua0.7-0.850.8-10.8-1

Pesak suviduboka0.7-0.81.6-1.8----

Pesak vlaniplitka0.4-0.61.25-1.81.25-1.6

Materijal srednje krupnoeKameni ugaljpreklapajua0.6-0.8----0.6-0.8

Tucanik rudapreklapajua0.6-0.8----0.5-0.8

Snaga motora za pogon moe se orijentaciono izraunati po obrascu:N Q H 1.15 v kW367gde je:Q - kapacitet, t/h;H - visina dizanja materijala, m;- koeficijent iz tabele 9;v - brzina elevatora, m/s;- stepen iskorienja prenosnika.

Tabela 9 - KoeficijentKapacitet elevatora Q u t/hTrakasti elevatoriElevatori sa jednim lancemElevatori sa dva lanca

Duboke i plitke kofice

Preklapa- jue koficeDuboke i plitke koficePreklapa- jue koficeDuboke i plitke kofice

Prekl apaju e kofic e

< 1000.95-----1.4---------------

100 - 2500.8-----1.050.91.7-----

250 -5000.70.650.80.71.3-----

500 -10000.60.60.650.651.050.9

Neke od vanijih karakteristika ovog tipa transportera su: mogunost mnogostruke primene, mogunost kosog i vertikalnog transporta, veliki kapacitet i siguran rad. Meutim, ovaj tip transportera ima i svoje mane koje se ogledaju u: mogunosti zaepljivanja i zalepljivanja ukoliko se prenosi lepljiv materijal, mogunost sudara kofica usled slabog zatezanja trake i udaranje u zidove oklopa, usled ega nastaje oteenje i buka.KONVEJERIKonvejeri slue za transport materijala u vertikalnom i horizontalnom pravcu, pri emu je kretanje omogueno tokiima na vunim lancima.Konvejeri se mogu podeliti na one koji prenose sitnozrnaste materijale i na visee konvejere koji su sastavni deo nekog proizvodnog procesa i koji ine odvojenu grupu, mada i oni slue za transport materijala.Prilikom transporta sitnozrnastog (rasipnog) materijala u upotrebi su kofiasti konvejeri sa okretnim koficama, i kofiasti konvejeri sa neokretnim koficama. Glavna prednost kofiastih konvejera je u tome to mogu da prenose sitnozrnasti materijal u vie pravaca bez pretovarivanja. Okretne kofice imaju

prednost to je potrebna manja snaga za utovar i istovar i za transport, i to manje drobe materijal.Na slici 1.5, dat je jedan kofiasti konvejer sa okretnim koficama. Materijal se prenosi u koficama kako na vertikalnom tako i na horizontalnom putu, pri emu se kretanje omoguuje tokiima ugraenim na vunim lancima. Kofice su zglobno vezane obinim lancima, tako da se kreu paralelno same sebi u svim delovima konvejera. Kofice sa materijalom se obino prazne u gornjem horizontalnom delu staze i to okretanjem pomou posebnih, za tu svrhu odreenih savijenih ina.Sl. 1.5. Kofiasti konvejer sa okretnim koficamaPrema uzajamnom poloaju kofica na vunom elementu ovi konvejeri se dele na; konvejere sa zbijenim koficama - vezanim neposredno jedna uz drugu, tako da ne postoji razmak izmeu kofica, i konvejere kod kojih postoji odreeno rastojanje izmeu kofica.Ovi tipovi transportera se meusobno razlikuju po nainu utovara materijala. Prvi tip zahteva padanje materijala i zasipanje kofica neprekidnim tokom, dok drugi zahteva doziranje materijala i njegovo sipanje u koficama u odreenim koliinama.to se tie pogona konvejera, on se postavlja u njegovom gornjem delu, na jednom od graninih mesta; zatezni ureaj se ugrauje na jednom od donjih vorova konvejera.Glavna prednost kofiastih konvejera je to mogu da prenose rasipne materijale u vie pravaca bez pretovarivanja. Kao jedna od prednosti nad konvejerima sa neokretnim koficama je i ta da troe manje snage za transport usled manjih otpora, i to manje drobe materijal. Meutim, mana im je u teem i komplikovanijem punjenju kofica materijalom.

Pri proraunu ovih konvejera otpori na horizontalnim delovima se raunaju kao i za grabuljaste transportere, dok na vertikalnim delovima kao za elevatore.Kapacitet kofiastih konvejera se izraunava kao i za elevatore po obrascu:Q 3.6 Vka

v t/h

gde je:

Vk - zapremina kofice u litrima;a - rastojanje izmeu kofica u (m);- koeficijent punjenja kofice; za konvejere sa okretnim koficama uzima se od 0.65-0.8, a sa neokretnim koficama 0.8;v - brzina kretanja kofice (m/s); za konvejere sa okretnim koficamauzima se od v 0.15-0.30m/s, a sa neokretnim koficama v 0.40-0.50m/s.

Visei konvejeri nalaze svoju najveu primenu u fabrikama gde se proizvode delovi u serijskoj proizvodnji, odnosno pomou ovih konvejera prenose se komadni tereti koji su postavljeni na nosae. NJihova prednost je u tome to se mogu primeniti za najrazliitiju putanju kretanja materijala. Ovom vrsto konvejera esto se povezuju i po nekoliko odelenja jedne fabrike, prelazei i spratove ponekad.Visei konvejeri se sastoje iz nosee ine, koja je obino I profil, pri emu se po donjem pojasu profila kreu pomou dva tokia nosee povrine.Kada je u pitanju duina ovih konvejera, ona moe biti razliitih duina a sve u zavisnosti od mesnih uslova pa i dostie duinu od nekoliko stotina metara.Snaga motora potrebna za pogon moe se odrediti iz sledee jednaine:Ngde je:

FN Fs v kW

FN - sila u delu vunog lanca koji nailazi na pogonski lananik u kN; FS - sila u delu koji silazi sa lananika u kN;- 1.02 1.04, koeficijent otpora vunog lananika (ili kotura);- stepen korisnosti pogonskog mehanizma. v - brzina transporta u m/s.

ZAVOJNI TRANSPORTERIZavojni transporteri (puni transporteri) (sl. 1.6) se primenjuju za transport rasutog materijala na manja odstojanja, a najvie do 30m. Transportna linija je veinom horizontalna, ali je mogue racionalno ostvariti i kosi transport ovim transporterima. Domen primene ovih transportera, s obzirom na osobine tereta je dosta ogranien. Nisu pogodni za grube materijale krupnih komada, kao ni za one koji se lako drobe, niti za lepljive ili za materijale koji se grudvaju. Najpogodniji za transport su sitnozrnasti i branasti materijali. Transport pomou puastih transportera predstavlja ravnomeran priliv materijala, a to znai ravnomeran tok transporta du cele transportne linije. Ovaj transporter ne podnosi preoptereenje jer nastaje zaguivanje na pojedinim mestima unutar transportne cevi, a posebno na mestima gde se nalaze srednji leajevi. To su maine sa velikim mogunostima primene a sve u zavisnosti od vrste materijala koji se transportuje.Zavojni transporter se sastoji iz polukrune cevi (1), spirale pua (2) i pogonskog dela (3). U cevi se nalaze srednji leaji (4) koji nose osovinu pua. Jedan od krajnjih leaja (5) je eoni, koji preuzima na sebe aksijalnu silu pua.Zavisno od smera transporta kretanje materijala u polukrunoj cevi ostvaruje se okretanjem spirale pua, koja je pogonjena od motora preko zupastog, punog, lananog ili remenskog prenosa. Remenski prenos se primenjuje kod kraih transportera i sa prenikom pua do 300mm. Kod veih transportera primenjuju se zupasti prenosi.Transportovani materijal vri translatorno kretanje kliui unutarpolukrune cevi transportera pogonjen od spirale pua. Teina materijala i malo trenje izmeu zidova cevi i materijala, spreava okretanje materijala zajedno sa spiralom pua. Dobre osobine ovih transportera su u: jednostavnoj konstrukciji, lakom odravanju i relativno malim dimenzijama, to znai da ne zahtevaju puno prostora. S obzirom da se polukruna cev moe dobro zaptiti, ovi transporteri su pogodni za transport branastog materijala kao i materijala sa visokim temperaturama, ili sa neprijatnim i kodljivim mirisom. Sem napred iznetog, dobra osobina ovih transportera je i u tome to se dovoenje kao i odvoenje materijala moe vriti na vie mesta du itave transportne linije uz primenu odgovarajuih otvora i zatvaraaKao nedostaci ovih transportera mogu se uzeti veliko tranje izmeu materijala i spirale pua kao i zidova polukrune cevi, znatna potronja energije, brzo habanje spirale pua i polukrune cevi iz napred navedenih razloga, kao i drobljenje materijala. Iz ovih razloga se puni transporteri primenjuju za kratka transportovanja kao hranitelji drugih pretovarno-transportnih maina bilo na poetku ili u meutransportu.Materijal izrade zavojnog transportera je elini lim i elini profil a manjim delom elini liv. Zavojnica pua se izrauje iz elinog lima izvlaenjem kao spirala ili kao segment. Pogon transportera moe biti direktan ili pod uglom u zavisnosti mogunosti postavljanja transportera.

Kapacitet zavojnih transportera iznosi od 20 40 m3/h, dok se pri veim dimenzijama same zavojnice dostie i 100 m3/h.Po nainu konstrukcije zavojnice transporteri mogu biti : sa punom zavojnicom , sa trakastom zavojnicom, sa profilisanom zavojnicom i, sa lopatastom zavojnicom .Transportna zavojnica se sastoji iz osovine na koju su privareni elini zavojci koji su izraeni od odvojenih, presovanih delova debljine 3 - 6mm.Za grube materijale, koji habaju delove transportera, zavojnice se izrauju iz odvojenih sekcija od livenog gvoa.

Sl. 1.6. Zavojni transporter

Korak zavojnice se moe raunati po sledeem obrascu:S D tg D mgde je:

D - spoljni prenik zavojnice u m;- ugao nagiba 14 - 18o;- 0.8 - 1.0.

U tabeli 10, date su karakteristike materijala u zavisnosti od naina transporta zavojnim transporterima.Tabela 10 - Karakteristike materijala i zavojnog transporetraMaterijalTip zavojniceKoeficijent punjenja lebaBroj obrtaja zavojnicen o/min

Vrlo rasipni materijalPune zavojnice0.30 - 0.4550 - 120

Komadasti materijalTrakaste ili loptaste zavojnice0.25 - 0.4040 -100

Testasti i mokri materijaliLoptaste ili profilisane zavojnice0.15 - 0.3030 - 60

Samo vratilo zavojnice je na svakih 2.5 do 3.0m oslonjeno na leita koja se vezuju za gornji deo leba ili za njegovu bonu stranu, suprotnu od one kojom se kree materijal pod uticajem okretanja zavojnice. Pored ovoga, vratilo ima i aksijalno leite koje prima podunu silu zavojnice.Pogon zavojnice se izvodi preko reduktora. Vratila zavojnice i reduktora se meusobno vezuju spojnicom koja moe da radi i pri malim odstupanjima pravaca ovih osa, dok se vratila elektromotora i reduktora vezuju elastinom spojnicom.

Kapacitet zavojnog transportera se odreuje na sledei nain:Q 3600 A v

t/h

gde je:

A - povrina poprenog preseka sloja materijala u lebu

2 2A D d ;4D - prenik zavojnice, m;d - prenik osovine, m;- koeficijent punjenja leba, 0.15 - 0.45;- koeficijent koji uzima u obzir nagib transportera; pri uglovima nagiba od =15 - 18o, moe se uzeti 0.02 ;v - brzina kretanja materijalav S n ;60S - korak zavojnice;n - broj obrtaja zavojnice.Kombinacijom gornjih jednaina moe se izraziti prenik zavojnice, a on se nadalje usvaja prema standardnim veliinama prenika zavojnih transportera: 150,200, 250, 300, 400, 500, 600mm.U zavisnosti od veliine prenika zavojnice i od osobina transportovanog materijala, usvaja se broj obrtaja zavojnice ovih transportera.Tabela 11 - Brojevi obrtaja zavojnicePrenik zavojnice u mmBroj obrtaja u minuti

najmanjinajvei

15024.0150

20024.0150

25024.0118

30019.0118

40019.095

50019.095

60015.075

Snaga motora zavojnog transportera troi se na savlaivanje otpora koji nastaju pri procesu transporta. Ti otpori su uglavnom; otpori pri dizanju materijala, trenje materijala o leb, trenje o zavojnicu, trenje u leitima, otpor od meanja i drobljenja materijala, otpor trenja u prenosnom mehanizmu.Snaga na vratilu zavojnice se rauna kao:gde je:

N vz

k Q L367

H kW

Q - kapacitet transportera u t/h ;L - duina horizontalne projekcije transportera u m;- koeficijent otpora kretanja materijala koji se moe uzeti: za teke habajue materijale (cement, gips, pesak ...) =4, a za ugalj =2.5;H - visina dizanja materijala u m;k - 1.15 1.25 - stepen sigurnosti.Snaga motora za okretanje zavojnice se rauna kao:

Nmgde je:

N vz kW

- stepen korisnosti transportera (0.8-0.85)Na sl.1.7. prikazani su razni tipovi punih transportera sa osnovnim karakteristikama.

Sl.1.7. Puni transportera sa osnovnim karakteristikama (nevedeni kapacitet u tabeli odnosi se na itarice =760 kg/m3)

Na sl.1.8. prikazan je puni transporter sa prikljucima za punjenje.

Sl.1.8. Puni transporter sa prikljucima za punjenjeINERCIJALNI TRANSPORTERIZa transport rasipnih materijala i dodavanje materijala drugim transportnim aparatima, koriste se inercijalni transpotreri. Ukoliko prenose materijal ukoso navie, kapacitet im jako opada. Kod ovih transportera usled pojave oscilacija, udara i trenja materijala koji se prenosi, dolazi do izraaja inercija to vodi kretanju materijala unapred.Osnovni deo je leb (sl. 1.9), koji se kree oscilatorno. Pri kretanju leba unapred, usled pojave athezione sile i materijal se kree zajedno sa njim, dok u povratku leba nastaje klizanje materijala jer je tada atheziona sila mala. ........... Transporteri sa oscilatornim kretanjem leba se dele u dve grupe:1. sa stalnom silom trenja (1.9a);2. sa promenljivom silom trenja (1.9b).

b)Sl. 1.9. Inercijalni transporterileb transportera sa stalnom silom trenja se kree oscilatorno, pri emu gradi nesimetrian dijagram brzina. Pri kretanju leba unapred usled pojave sile trenja i materijal se kree unapred pri emu se brzina poveava ravnomerno i blago. Na kraju hoda leba, brzina leba se smanjuje, a materijal zbog inercije nastavlja svoje kretanje. Kada se leb kree unazad njegova brzina naglo raste, i materijal po inerciji nastavlja da se klie kao i na kraju prethodnog perioda, sve dok pri kraju povratnog hoda brzina leba ne opadne, i materijal ne pone da se kree opet sa lebom. Ovakav nain kretanja se postie primenom krivajnog mehanizma.Kod drugog tipa transportera, sa promenljivom silom trenja, leb je postavljen na nosae nagnute pod izvesnim uglom prema vertikali ( ), to je zbog toga i pravac oscilovanja pod izvesnim uglom prema lebu (strelice na slici). Pri kretanju leba napred sa ubrzanjem, vertikalna komponenta sile inercije poveava pritisak tereta na leb, dok je pri hodu nazad smanjuje, ime se, znai, postie promenljivi pritisak na leb, pa i promenljiva sila trenja.Ako je:m a sin < m g - teret se premeta po lebu klizanjem;m a sin > m g - teret se odvaja sa leba i kree se poskakivanjem.Prema amplitudi i frekvenciji oscilovanja leba, ove transportere delimo na tri grupe, kao u tabeli 12.

Tabela 12 - Podela inercijalnih transporteraNazivBroj oscilacija u minutiAmplituda mm

LJuljajui transporteri50 - 100100 - 300

Tresui transporteri300 - 50010 - 20

Vibracioni transporteri1000 - 30001.5 - 5

Kada su u pitanju mane inercijalnih transportera, moemo izdvojiti sledee: pojava dinamike sile pri radu; relativno mali kapacitet; smanjanje kapaciteta pri transportu pod nagibom prema horizontali; vei utroak energije nego kod trakastih i lanastih transportera.Prednosti inercijalnih transportera nad trakastim i lanastim su: jednostavna konstrukcija; manje kotaju; niska osetljivost prema neravnomernom proticanju materijala.Kapacitet inercijalnih transportera izraunava se kao:Q 3.6 B h

vsr

t/h

gde su:B - irina leba u m;h - visina sloja materijala u m;- gustina materijala u t/m3.Preporuena visina materijala se uzima iz tabele 13 kao:

Tabela 13 - Visina sloja materijalaVrsta materijalah (m)

prainasti materijali0.02 - 0.03

zrnasti materijali0.04 - 0.06

komadasti materijali0.07

U zavisnosti od koeficijenta trenja , u tabeli 14 date su srednje brzine kretanja materijala pri horizontalnom transportovanju materijala.Tabela 14 - Srednje brzine kretanja materijala0.20.30.40.50.60.70.8

vsr 0.13-0.14 0.2-0.25 0.27-0.32 0.33-0.38 0.35-0.4 0.38-0.42 0.4-0.45

Srednja brzina kretanja materijala kod transportera iji se leb kree pravolinijski moe se orijentaciono odrediti po obrascu:r vsr 40gde je r poluprenik krivaje u mm.Snaga za pogon transportera sa pravolinijskim kretanjem leba moe se orijentaciono odrediti po jednaini:N 0.0025 G kWgde je G masa leba i materijala koji se nalaze u njemu izraena u kg.VALJKASTI TRANSPORTERIZa prenoenje tekih komadnih tereta na horizontalnim ili blago nagnutim deonicama, koriste se valjkasti transporteri.Valjkasti transporteri mogu biti sa sopstvenim pogonom ili bez njega. U prvom sluaju valjci dobijaju okretanje od motora i trenjem saoptavaju translatorno kretanje materijalu koji se nalazi na transporteru, kao na sl.1.10.

a)b)Sl.1.10. Valjkasti transporterKod valjkastih transportera koji nemaju sopstveni pogon, teret se kree ili pomou vunog lanca, ili runo, ali i pod uticajem sopstvene teine. Mogunost samostalnog kretanja materijala zahteva nagnutost transportera za vie od 1.5 3%. Teret treba da se oslanja na najmanje dva valjka pri emu korak treba da bude 1/3 do 1/4 duine tereta.Na sl.1.11 prikazane su mogue izrade valjkastih transportera, a prikazanesu i eme ugradnje valjaka u noseu konstrukciju izraenu od valjanih profila.

Sl.1.11. Valjkasti transporter u zavisnosti od mesnih uslovaKapacitet valjkastih transportera se izraunava po sledeem obrascu:

Q 3.6

Q1 v a

t/h

gde su:

Q1 - masa jedininog tereta koji lei na valjcima u kg, v - brzina kretanja u m/s,a - rastojanje izmeu tereta u m.Snaga motora pri ustaljenom kretanju se rauna kao:

N F v kWgde su:

F - otpor kretanju tereta, kN,- stepen korisnosti (0.8 - 0.85).

HIDRAULINI TRANSPORTPod hidraulinim transportom se podrazumeva transport usitnjenog materijala tenim fluidom (voda ili sl.). Danas se hidraulino transportuje uglavnom pesak, ljunak, krenjak, pepeo, ljaka, ugalj i sve vrste ruda, njihovih jalovina i drugo. Kao poetak ozbiljnijeg korienja hidraulinog transporta uzima se 1900. godina u SAD za transport fosfatne rude na Floridi. Tek posle 1950. godine, kada su stvorene i strujne maine visokog pritiska, mogao je i hidraulini transport bre da se razvija i da u pogledu duine cevovoda praktino bude neogranien. Pun razvoj hidraulinog transporta uglavnom se vezuje za 1957.-u godinu kada je u SAD puten u pogon cevovod za transport mlevenog uglja od rudnika u Kadizu (Cadis) do termoelektrane u Klivelendu (Cleveland). Ovaj cevovod je duine 172km, prenika 254mm i ima ukupno tri pumpne stanice.UREAJI HIDRAULINOG TRANSPORTAPored cevovoda u ureaje hidraulinog transporta spada i oprema za pravljenje meavine estica materijala i vode, uvodnici usitnjenog materijala u vodenu struju, oprema za odvajanje materijala od vode na kraju transporta i strujne maine koje odavajui vid energije pretvaraju u strujnu energiju transportovane meavine.PUMPE ZA MEAVINUHidraulini transport usitnjenih materijala vri se centrifugalnim i klipnim pumpama. Klipne pumpe se koriste za hidraulini transport suspenzija i sitnih materijala u vidu nehomogene meavine. Koriste se za transport na vea rastojanja, jer se njima moe ostvariti vei pritisak koji je potreban za savlaivanje otpora strujanja za vrme transporta. Dobra strana klipnih pumpi je i ta to one daju konstantan protok bez obzira na promenu pritiska u cevovodu, ukoliko je instalisana snaga dovoljna. One imaju vei stepen korisnosti od centrifugalnih pumpi. Mane koje imaju klipne pumpe su pojava habanja klipa, cilindra i ventila, osetljivost na hidraulini udar i najzad njihova cena i vei pogonski trokovi kod kraih cevovoda.Centrifugalne pumpe se primenjuju za transport krupnijih materijala u veim koliinama i za manja rastojanja. Projektuju i izrauju se kao pumpe za meavinu i kao pumpe za istu vodu. U prvom sluaju, one iz rezervoara usisavaju pripremljenu meavinu koju, zatim, potiskuju kroz cevovod do odredita (sl. 1.12).

m1 m2P L ,+mmSl. 1.12. Sistem sa pumpom za meavinuOigledno u ovom sluaju meavina usitnjenog materijala i vode prolazi kroz pumpu, haba njene okvaene povrine i oteava zaptivanje prostora izmeu pokretnih delova. Samo habanje se donekle smanjuje izradom odgovarajuih delova od vrlo tvrdog materijala ili se potpuno izbegava oblaganjem tvrdom gumom svih okvaenih povrina pumpe. Zaptivanje se obavlja ubacivanjem iste vode posebnom pumpom u zaptivna mesta. Ovakav nain reavanja problema je prema tome mogu, ali se uvek postavlja pitanje ekonomske raunice. Iz tog razloga sve se vie ide na reenje transporta pumpama za istu vodu, uvoenjem usitnjenog materijala u cevovod iza pumpe (sl. 1.13). U ovom sluaju uvoenje usitnjenog materijal u cevovod iza pumpe nije uvek lako, naroito kada u njemu vlada visok pritisak diktiran samim transportom. Uvoenje usitnjenog materijala u cevovod pod pritiskom obavlja se pomou sektorskih i komornih dozatora i pomou ejektora.msmtP L , D+mmSl. 1.13. Sistem sa pumpom za vodu

Da bi se izbeglo habanje i smanjili problemi oko zaptivanja kod pumpi za meavine i iskoristile dobre strane kod pumpi za vodu ( vei stepen korisnosti i lake zaptivanje) u poslednje vreme se sve vie koriste kombinovani sistemi transporta koristei osobine obe pumpe. U ovom sluaju pumpa za meavinu ubacuje meavinu u cevovod, koju potom pumpa za istu vodu potiskuje u potisni cevovod radi transporta.Ovo reenje se veoma esto koristi za hidraulini transport pepela i ljake jer su ovi materijali poznati kao veoma abrazivni.PNEUMOHIDRAULINI LIFTPneumohidraulini lift predstavlja jedna cev konstanstnog preseka, koja je uronjena u rezervoar sa tenou ili sa meavinom tenosti i usitnjenog materijala i u koju se na odreenoj dubini ubrizgava gas pod pritiskom p1 u to veem broju mehuria (sl. 1.14).Sl. 1.14. Pneumohidraulini liftMehurii gasa kreu se vertikalno navie, odnosno izronjavaju, pod dejstvom Arhimedove sile, povlaei za sobom tenost silom trenja, a ova, opet silom trenja, estice usitnjenog materijala ka izlaznom preseku 2-2. Prema tome gas je ovom prilikom obavio vertikalni transport tenosti ili meavine tenosti i usitnjenog materijala. Pneumohidraulini lift ima primenu u crpljenju vode iz bunara i sirove nafte iz buotinskih leita sa nedovoljnim pritiskom, za transport

pepela i ljake od kotlova do deponije, za podizanje peska i ljunka sa dna reka prilikom bagerisanja, za transport eerne repe u fabrikama eera za vreme pranja itd.Iako mu je stepen korisnosti relativno nizak (0.15-0.45) pneumohidraulini lift se esto upotrebljava jer je proste izrade, nema pokretnih delova, nije osetljiv na habanje, jeftin je itd. Najvie se upotrebljava za podizanje meavine pepela, ljake i vode do ulaza i kosi cevovod radi transportovanja do deponije.EJEKTORIEjektori su ureaji koji slue za stvaranje strujne energije radi transporta neke tenosti ili meavine tenosti i usitnjenog materijala. Nemaju pokretnih delova i prave se od krunih i konusnih cevi spojenih po odreenom redosledu. Na sl.1.15 prikazana su dva tipa ejektora sa potrebnim oznakama.a)b)Sl. 1.15. EjektoriKroz mlaznik M istie radni fluid velikom brzinom, koji silom trenja na graninoj povrini mlaza povlai za sobom usisavani fluid ili meavinu usitnjenog materijala i fluida, da bi se u komori za meanje KM izvrila potpuna homogenizacija. U difuzoru se ova meavina usporava da bi se na kraju difuzora ostvario onaj pritisak koji je potreban za transport meavine kroz cevovod na koji je ejektor prikljuen.

Razlika ova dva tipa ejektora je u kolinearnosti brzina radnog fluida i usisavanog fluida. Oigledno je ejektor tipa A bolji u hidraulinom smislu jer je njegov stepen sigurnosti vei.Prilikom odreivanja pogonskih karakteristika ejektora, polazi se od toga da je pritisak mlaza radnog fluida jednak pritisku usisavanog fluida u usisniku ejektora, tj. p1=p2. Ova predpostavka je opravdana jer je u pitanju nestiljivo strujanje. Mlaz radnog fluida posle izlaska iz mlaznika se iri pod uglom 2 =20o.Instalisana snaga pumpe, koja potiskuje radni fluid kroz mlaznik ejektora je:N p1 q1 kW1000 pgde je:p1

1 v2 12 1 m

p c1

1 gH

(p1

p a ) Pa

napor te pumpe, pri emu se znak "+" uzima kad je nivo radnog fluida u rezervoaru ispod ose ejektora, odnosno znah "-" kad je nivo radnog fluida u rezervoaru iznad ose ejektora.pc1- gubici strujne energije u dovodnom cevovodu za radni fluid, raunati od nivoa rezervoara do poetka mlaznika u Pa.H - razmak izmeu nivoa radnog fluida u rezervoaru i ose ejektora u m.1 - gustina radnog fluida, kg/m3. v1 - brzina radnog fluida, m/s.m - koeficijent lokalnog otpora mlaznika. pa - atmosferski pritisak, 10.1325 Pa.g - ubrzanje Zemljine tee 9.81m/s2.

2. MAINE I UREAJI PNEUMATSKOG TRANSPORTA1)Uvoenjem savremenih sredstava transporta u svim granama privrede, a naroito, u onim gde transport znatno uestvuje u procesu proizvodnje, reava se jedan od vanih uslova unapreenja procesa proizvodnje.U nameri da se kompletiraju saznanja i koriste najvia dostignua tehnike u program ove knjige uvrtene su i osnovne maine i ureaji za pneumatski transport rasutog materijala.Primena ureaja za pneumatski transport je vrlo iroka. Primenjuje se u svim sluajevima transportovanja branastog, zrnastog ili materijala u rasutom stanju.Transport se moe obaviti horizontalno, vertikalno ili kombinovano. Veliina maina i ureaja za pneumatski transport zavisi od kapacitetatransporta i vrste materijala.Osnovne prednosti pneumatskog transportovanja materijala u poreenju sa drugim vrstama transporta su:1. Manja investiciona ulaganja nego za mehaniki ureaj transporta.2. Siguran rad i mogunost ostvarenja visokog stepena automatizacije procesa.3. Potreban je mali prostor za smetaj i ugradnju, jer se materijal prenosi cevovodom malog prenika.4. Obezbeuje iste i higijenske uslove rada, ne zagauje okolinu. Zbog hermetinosti cevnih vodova neznatno je stvaranje praine i mali gubici materijala pri transportovanju.5. Lako rukovanje i jednostavno odravanje.6. Mogunost uzimanja materijala na nekoliko mesta utovara, kao i mogunost istovara materijala na raznim mestima.7. Mogunost postizanja velikog kapaciteta, i do 300t/h.8. Mogunost obavljanja nekih tehnolokih procesa sa transportovanjem, kao na primer, usisavanje sitnih frakcija iz mlinova.9. Dodatne funkcije kao to su: hlaenje, grejanje i suenje.Nedostaci pneumatskog transporta:1. Visoka potronja energije, koja je oko 10 puta vea u odnosu na potronju mehanikih transportera.2. Poveano habanje delova instalacije (kolena i sl.).1) Tolma, D. : Pneumatski transport, 1991.

3. Neophodnost efikasnog ienja vazduha, u cilju spreavanja zagaenja okoline.4. Kod poviene vlanosti materijala izaziva njegovo slepljivanje na kritinim mestima (kolena) i naruava optimalan rad ureaja.Navedene prednosti u odnosu na nedostatke, stavljaju pneumatski transport na prioritetno mesto primene u transportu materijala.PNEUMATSKI TRANSPORTERIJedno od najprimenjenijih tehnika u manipulaciji materijalima u industriji je transport materijala suspendovanog u vazdunoj struji u horizontalnim i vertikalnim cevovodima, rastojanja od nekoliko metara do nekoliko desetina metara.Mogu se transportovati materijali od fino prakastih, preko paleta od 6mm, do nasipne gustine vie od 1500 kg/m3.Kapacitet sistema pneumatskog transporta zavisi od:1. zapreminske mase proizvoda i veliine estica i oblika u izvesnoj meri,2. sadraja energije transportovanog vazduha u celokupnom sistemu,3. prenika transportne linije i4. ekvivalentne duine transportne linije.Minimalni kapacitet postie se kad je pritisak transportovanog vazduha taman dovoljan da prenese proizvod kroz liniju bez zaustavljanja. Da bi se spreilo takvo zaustavljanje, potrebno je obezbediti dodatno poveanje pritiska vazduha, tako da postoji faktor sigurnosti.Optimalni sistem pneumatskog transporta je onaj, koji kroz operativnu primenu otplati sve projektovane parametre iznad potrebnog minimuma u okviru kriterijuma za povraaj investicije, utvrenim od strane investitora.Kompletna tehnika pomo koju nude isporuioci maina i oprema dovela je do trenda rasta nabavke kompletnih sistema pneumatskog transporta i primene u industriji.Ovde je dato nekoliko tipinih sistema pneumatskog transporta u funkciji ekonominog iznalaenja reenja (slika 2.1 i 2.2).

VRSTE SISTEMAUopteno pneumatski transporteri se klasifikuju u etiri osnovna tipa: Pod pritiskom, Vakuum, Kombinacija pritiska i vakuuma i Fluidni sistemi.U sistemu pod pritiskom (sl. 2.1), materijal se uvodi - isputa u struju vazduha posrestvom rotacionog dodavaa. Brzina toka vazduha odrava materijal u suspenziji sve dok materijal ne stigne do sabirnog bunkera, gde se razdvaja od vazduha vazdunim filterom ili ciklonskim separatorom. Sistemi pod pritiskom koriste se za materijale u slobodnom toku skoro svih veliina estica do 6mm paleta, sa potrebnim kapacitetom preko 10000 kg/h i gde je gubitak pritiska kroz sistem oko 0.4 bar. Ovakvi sistemi efikasno se koriste tamo gde se iz jednog izvora napaja nekoliko prijemnih mesta - potroaa. Vazduh za transport se obezbeuje duvaljkama.

Sl. 2.1. Sistem pneumatskog transporta pod pritiskomVakuum sistemi (sl. 2.2a i 2.2b) karakteristini su po kretanju materijala u vazdunom toku pritiska koji je nii od atmosferskog. Prednosti ovog sistema su da se sva energija pumpanja koristi za pokretanje materijala, a materijal se moe usisati u transportni cevovod bez pomoi rotacionog dodavaa ili slinog elementa za zaptivanje izmeu silosa za skladitenje i transportnog cevovoda.

Materijal se transportuje suspendovan u vazdunom toku dok ne stigne do prijemnika. Tada ciklonski separator ili filter razdvaja materijal od vazduha, koji prolazi kroz separator i filter na usisnoj strani te nakon toga vri potisno dejstvo.Vakuum sistemi se koriste na mestima gde kapacitet ne prelazi priblino7000kg/h a ekvivalentna duina cevovoda je manja od 300m. Od posebnog znaaja su vakuum sistemi projektovani za kapacitete ispod 450kg/h i koriste se za materijale na kratkim rastojanjima od bunkera za skladitenje do procesnih ureaja hemijske pripreme. Ova vrsta transporta nalazi sve veu primenu u radu sa branastim i prakastim materijalima u prehrambenoj industriji.

Sl. 2.2a. Vakum sistem pneumatskog transporta

Sl. 2.2b. Vakum sistem pneumatskog transportaSistem pritisak - vakuum (sl. 2.3) predstavlja kombinaciju obe metode. Vakuum se koristi za povlaenje materijala u transporter, pomeranjem na kratkom rastojanju od ciklon separatora, izdvojeni vazduh iz ciklona separatora filtrira se, a nakon toga uz pomo duvaljke vri se potisno dejstvo materijala kroz cevovod. Preporuene vrednosti brzina transporta date su u tabeli 1.

Sl. 2.3. Transportni sistem: vakuum-pritisak

Fluidni sistemiUopteno transportuju prethodno fluidizovane, fino razdvojene materijalena kratkim rastojanjima. Posebna prednost fluidnog sistema je u primeni na silosima sa skoro horizontalnim dnom. Fluidizovanje se postie putem komore u kojoj vazduh prolazi kroz poroznu plou - pregradu koja formira dno transportera na koju se dovodi materijal za transport. Kako vazduh prolazi kroz poroznu plou, svaka estica je okruena slojem vazduha (sl.2.4).

Sl. 2.4. Sistem transporta u fluidizovanom slojuU momentu izvoenja fluidizacije materijal dobije osobine fluidnog toka i poinje da slobodno tee u pravcu pada korita transportera. Pravac korita transportera postavlja se sa padom 2o -5o, u smeru transportera.Za transport cementa primenjuje se nagib od 4%, a potronja vazduha iznosi do 1.5m3/min po kvadratnom metru porozne ploe, nadpritisak vazduha iznosi do0.04 bar, irina kliznog kanala izvodi se u granicama od 125-500 mm a pri tome se postie protok od 20-120 m3/h. Na duini kanala od 10-40 m snaga elektomotora na ventilatoru iznosi 0.75-4.0 kW.

Tabela 1. Preporuene vrednosti brzine kod pneumatskog transportaNasipna gustina materijala u kg/m3Brzina u m/sNasipna gustina materijala u kg/m3Brzina u m/s

16014.7112039.0

24018.2120040.6

32020.9128041.8

40023.3136043.1

48026.6144044.1

56027.9152045.6

64029.6160046.7

72031.3168047.9

80032.9176049.2

88034.5184050.2

96036.3192053.3

104037.8

47

CIKLONSKI SEPARATORIZa separaciju materijala iz suspenzije sa vazduhom najee korienaoprema su ciklonski separatori. Gas ulazi u cilindrinu ili konusnu komoru tangencijalno, a izlazi kroz cenrtalni otvor (sl. 2.5).

Sl. 2.5. Proporcije mera ciklonaPrema tome, ciklon je komora u kojoj se vri taloenje usled delovanja centrifugalnih sila. Pri normalnim uslovima rada ciklona, centrifugalna sila odvajanja ili ubrzanja moe imati veliinu i do pet puta veu od gravitacionog ubrzanja. Prema svojoj efikasnosti i nainu dejstva ciklonski separatori nude jedno od najjeftinijih naina sabiranja materijala; praine sa gledita eksploatacije i ulaganja.Cikloni se primenjuju za razdvajanje vrstih materijala i tenosti od gasova i vrstih materijala od tenosti. Za razdvajanje vrstih materijala od gasova, primenjuju se cikloni kod estica preko 5 m prenika. Za estice krupnoe preko200 m mogu se koristiti cikloni ili gravitacione komore za taloenje, koje su manje podlone abraziji.U sluajevima kad materijal - praina pokazuje visok stepen aglomeracije, odnosno kada postoji velika koncentracija praine (preko 3.5kg/m3) ciklonom se moe ukloniti praina koja ima i manje estice. U nekim sluajevima mogue je

ostvariti efikasnost od 98% na praini sa veliinom estice od 1 do 2 m, zbog preovaujueg efekta aglomeracije.Kada gas ue u ciklon, brzina gasa se redistribuira tako da se tangente komponente brzina poveavaju sa smanjenjem poluprenika r, tj:nvct rSpiralna brzina u ciklonu moe dostii vrednost nekoliko puta veu od prosene brzine ulaznog gasa. U idealnom sluaju bez trenja estice o zidove ciklona je n=1 1.5. Na osnovu rezultata merenja (Shepherd and Lapple Eng. Chem. 1940) pokazano je da n moe imati raspon od 0.5 0.7 u velikom delu prenika ciklona.Mada brzina dostie nulu kod zida, merenje brzine u tankom graninomsloju pomou Pitoove cevi pokazuje relativno velike tangencijalne brzine (kako je prikazano na sl. 2.6 i 2.7).

Sl.2.6 Sl. 2.7Sl. 2.6. Promena tangencijalne i radijalne brzine na razliitim presecima ciklonaSl. 2.7. Tipski ciklon sa dodatnim sabirkom prainePad pritiska u ciklonu kao i gubitak usled trenja najprikladnije se izraava kao funkcija ulazne brzine gasa u ciklon:

2pc c c2Na sl. 2.8 prikazana je efikasnost odvajanja koja se oekuje za datu veliinu estica, a za ciklone slinih geometrijskih karakteristika (kao na sl. 2.5).

Sl. 2.8. Efikasnost odvajanja za ciklonePri razdvajanju estica praine u ciklonu, pod predpostavkom da su estice kuglastog oblika, i da je koeficijent otpora = 3 /rc, moe se izraunati najmanji prenik estice koju e ciklon efikasno odvojiti.do 3

v (r r1 )n v

g sgde je:

v - viskozitet gasa - vazduha u Ns/m2, r - poluprenik ciklona u m,r1 - poluprenik izlazne cevi ciklona u m, n- broj obrtaja gasne struje u ciklonu,vg - obimna brzina gasa u ciklonu u m/s,s - gustina mase estica u kg/m3.

Obimna brzina gasa u ciklonu se kree u granicama 0.7vc vg 0.75vc, gde je vc=16-20m/s - ulazna brzina gasa u ciklon.Projektovanje ciklona izvodi se tako da se zadovolje odreene granice pada pritiska. Za instalacije pneumatskog transporta i rad ciklona pri priblino atmosferskom pritisku, maksimalni dozvoljeni pad pritiska odgovara ulaznoj brzini u rasponu od vc=15-20m/s.Efikasnost odvajanja ciklona direktno zavisi od prenika ciklona. Pri projektovanju ciklona primarni faktor je odreivanje njegovog prenika, a ostale geometrijske mere proporcinalno zavise od prenika.Ciklon sa manjim prenikom ima veu efikasnost odvajanja od ciklona sa veim prenikom, a pri konstantnom padu pritiska. Meutim, cikloni sa manjim prenikom zahtevaju konstrukciona reenja paralelnog povezivanja u jednu celinu, za dati kapacitet. Konano reenje projekta obuhvata kompromis izmeu efikasnosti odvajanja ciklona - dva ili vie ciklona u bateriji i kompleksnosti opreme - jednostruki ciklon za dati kapacitet. Uobiajeno je projektovati jednostruki ciklon za dati kapacitet.Projektovanje ciklona u redovima odnosno u parovima 2, 4 do 6, opravdano je u sluajevima gde je efikasnost odvajanja ciklona neadekvatna za jednostruki ciklon. Smanjenjem prenika cevi za izlaz gasa iz ciklona poveava se efikasnost odvajanja i pad pritiska. Odnosno, gubitak pritiska u ciklonu ima direktno dejstvo na potrebni statiki pritisak i snagu koju ventilator mora razviti da bi savladao izmeu ostalog i otpor ciklona.Poveavanjem duine ciklona poveava se i efikasnost odvajanja. Ne postoje strogo odreene proporcije geometrijskih mera ciklona. Neophodno je da ulazni prelaz u ciklon bude postepen da bi se izbegao veliki pad pritiska zbog ubrzavanja gasa u njegovoj komori. Veina ciklona sa velikom efikasnou imaju duinu konusa u rasponu od (1.6 3.0) d.Cikloni su jednako efikasni ukoliko rade na potisnoj ili usisnoj strani ventilatora, ukoliko je prijemnik praine nepropustan za vazduh. Najvei uzrok slabog rada ciklona je proputanje vazduha i izlaz praine. Proputanje vazduha na ciklonu ima za rezultat pad efikasnosti odvajanja, posebno fine praine. Za ciklon pod pritiskom, nedopustivo je proputanje vazduha, pre svega zbog stvaranja lokalne praine.

GEOMETRIJSKE MERE CIKLONSKIH SEPARATORAEfikasnost ciklona direktno zavisi od njegovog prenika. Ne postoje tano utvrene metode prorauna prenika ciklona u zavisnosti od koliine gasa koju odvaja ciklon. Kada je poznata koliina gasa koju ciklon treba da izdvoji od materijala i praine, ipak se moe priblino izraunati njegov prenik. Za praktinu upotrebu, prenik ciklona moe se odrediti na osnovu podataka proizvoaa za ovu vrstu opreme.Na osnovu konstatacije da efikasnost ciklona direktno zavisi od prenika moe se izvriti dimenzionisanje ciklona koristei podatak za faktor k=1.7 2.1m3/m2s, faktor efikasnog odvajanja za ciklon. U tabeli 2, date su dimenzije visoko efikasnog ciklona (sl. 10) proizvoaa opreme.Za poznatu koliinu gasa koju treba da izdvoji ciklon, moe se izraunati njegov prenik pomou formule:d 4 Fc mgde je:

Fc - povrina poprenog preseka ciklona u m.Ostale geometrijske mere ciklona proporcionalno zavise od prenika

ciklona (sl. 2.9).

ADRSl. 2.9. Osnovne mere ciklona Sl. 2.10. Visokoefikasni ciklon

Tabela 2. Dimenzije visoko efikasnog ciklona pri otporu izmeu 1800 2000 N/m2A mmB mmD mmL mmR mmQm3/h

20451003904050

306815058660130

409220078180240

50115250967100370

611373001171120540

731643601407144770

811834001562160960

9321146017971841270

10222850019532001500

12227460023422402150

14232070027342802950

16236680031243203850

17238985033173404300

18341190035153604900

19343495037093805400

203457100039504006000

Izdvajanje praine iz struje vazduha vri se iz dva osnovna razloga: da bi se zadrala korisna supstanca i da bi se spreilo zagaivanje vazduha - okoline.Efikasnost odvajaa izraava se stepenom odvajanja. Prema propisima efikasnost odvajaa odreuje se na osnovu graninih vrednosti emisije (GVE) praha.Prema postojeim pravilnicima o zatiti vazduha od zagaivanja propisane su sledee GVE: 150 mg/m3 za netoksini prah za protok od 10000 m3/h i vei, a 500 mg/m3, za protok od 3000 m3/h i manji, 100 mg/m3 od transportnih ureaja, a pri protoku preko 3000m3/h.

VREASTI FILTERINa sl.2.11, data je silosna izvedba vreastog filtra sa dobrim iskorienjem i filtracijom, kao i sa stalno visokim stepenom izdvajanja pri konstantnom otporu filtera. Ovi filteri koriste se u sistemu pneumatskog transporta sa nadpritiskom ili sa vakuumom. Filtracione vree su u obliku xepova i zauzimaju mali prostor.Model

VENTILATORmotor

D i m e n z i j eTeina

kWSl. 2.11. Vreasti filterInspekcioni pregled i upravljanje izvode se na strani istog gasa. Elektronski regulacioni ureaj za protiv-strujno ienje vrea izveden je u kompaktnoj izradi. U tabeli 3, data je zavisnost izmeu povrine filtera i koliine izdvojenog vazduha.

Tabela 3. Odnos povrine filtera i koliine vazduhaUkupna filtraciona povrina m2Filterski elementi broj i veliinaKoliina vazduha m3/h

F - 46 - KRATKI700

F - 66 - DUGI1000

F - 710 - KRATKI1250

F - 1010 - DUGI1750

F - 1212 - DUGI2000

F - 1420 - KRATKI2500

F - 2020 - DUGI3500

Faktor optereenja ovih filtera priblino iznosi 175 m3/m2h. Na sl. 2.12, dat je dijagram zavisnosti koliine vazduha i otpora filtera.

Sl. 2.12. Zavisnost otpora filtera i koliine vazduha

Na sl. 2.13 prikazan je vreasti filter sa filterskim maramama cilindrinog oblika. Koristi se za otkanjanje estica praine iz meavine praina-gas.

Sl. 2.13. Vreasti filter sa filterskim maramama cilin. OblikaOkruglo filtarsko kuite omoguava prvu separaciju putem centrifugalnih sila. Naknadna filtracija kroz filter maramu isti vazduh u velikoj meri zadovoljavajui sve propise za ouvanje okoline. Osobine ovakvih filtera:Pad pritiska:-vakuum do 0.25bar-nadpritisak do 0.05bar.Sistem za ienje - otresanje vrea sa visokoefikasnim ienjem troi:0.035 0.04 m3/vrei x (broj otresanja).

Ovi filteri rade efikasno ak i pri velikim optereenjima, omoguavaju maksimalno ienje filtarskih vrea i daju visok stepen istoe vazduha.Faktori koji odreuju optereenje filtera:Maksimalno optereenje je 9m3/m2min sa duinom vree od 2.4m. Faktori koji utiu na optereenje filtera:-veliina estica,-pneumatski sistem aspiracije,-fiziko svojstvo praine,-koncentracija praine u netretiranom vazduhu,-elektrostatiko pranjenje.CIKLON FILTERObjedinjavanjem funkcije ciklonskog odvajanja i filtriranja vazduha dobijen je ureaj koji istovremeno obavlja dve funkcije: odvajanje materijala od vazdune struje i preiavanje vazduha.Telo ciklon-filtera je cilindrinog oblika (sl. 2.14). Na glavi ima grupu elektromagnetskih ventila za regulaciju dotoka komprimovanog vazduha kroz dizne za uduvavanje (kroz venturijeve cevi) u kojima se struja vazduha priblino podeava na brzinu zvuka. Na venturi cevi su privrene filterske vree sa zatitnom korpom.ienje poliestarskih filter vrea obavlja se pritisnim vazduhom, u intervalima od 1 do 30 sekundi, a u zavisnosti od koliine praine. Pomou elektronskog ureaja regulie se interval protivstrujnog otresanja vrea, tako to se otvara elektromagnetski ventil u glavi odvajaa ciklon-filtera.U srednjem delu ugraen je izmenljivi deo i u nekim sluajevima je snabdeven zatitnom reetkom, na kojoj se privruje pokaziva nivoa. Ovakvi ciklon-filteri mogu da podnesu veliko preoptereenje u radu, jer imaju sopstveni sistem ienja.

Sl. 2.14. Ciklon filterTOTALNI ODVAJAJedna od moguih primena ciklon-filtera u sistemu pneumatskog transporta prikazana je na sl. 2.15. Dobre osobine ovakvog sistema su: Nema gubitaka materijala, jer ima potpuno odvajanje praine. Potpuno se preiava izlazni vazduh, a time se uva klipni sistem duvaa. Mali su trokovi odravanja, jer je mali broj delova izloen zapuavanju. Mali je gubitak pritiska i zbog toga poveani kapacitet transporta. Mala potreba za smetajnim prostorom, laka i kompaktna konstrukcija.

Sl. 2.15. Totalni odvajaROTACIONI IZUZIMAU sistemu pneumatskog transporta rotacioni izuzima slui za zatvaranje strane koja je pod pritiskom i atmosfere kod istovremenog iznoenja materijala. Ima robusnu livenu konstrukciju od SL i jednostavne je izrade.Zazor izmeu rotora i statora ima direktnog uticaja na ispravan rad izuzimaa, a odreuje se uzimajui u obzir i vrstu materijala koja se transportuje. Tako na primer zazor izmeu rotora i statora na izuzimau kree se u granicama od0.20 0.50mm zavisno od vrste materijala.S obzirom na primenu i zaptivajue dejstvo upotreba rotacionog izuzimaa ograniena je na nadpritiske od 0.8bar.Specijalne izvedbe rotacionih izuzimaa su rotacioni fluidlift dozatori prilagoeni za ugradnju na cevovode za pneumatski transport.Na sl. 2.16 dat je izgled rotacionog izuzimaa.

Sl. 2.16. Rotacioni izuzimaPRORAUN PNEUMATSKOG TRANSPORTAPri projektovanju pneumatskog transporta za industrijske svrhe neophodno je prvenstveno odrediti parametre: tehniki kapacitet, G kg/h raunsku duinu transportnog cevovoda, Lra m koeficijent koncentracije smee, Ck kg/kg transportnu brzinu vazduha, vv m/sNa osnovu ovako definisanih veliina pristupa se dimenzionisanju prenika cevovoda i izraunavanju koliine vazduha i pada pritiska.

TEHNIKI KAPACITET POSTROJENJATehniki kapacitet definie se pomou izraza:G Gsr k1 k2tgde je:

Gsr - dnevna proizvodnja pogona,k1 - koeficijent neravnomernog dodavanja materijala u pneumatskuliniju, (1 1.5)k2 - koeficijent poveanja kapaciteta i pogona, t - vreme rada u toku dana.

RAUNSKA DUINA CEVOVODARaunska duina cevovoda dobija se sabiranjem duine horizontalnih i vertikalnih deonica cevi i ekvivalentnih duina koje proizilaze iz postojeih krivina, skretnica i dr. Ova se mesta zamenjuju duinama jednakih otpora.L ra ~ L h

L v L ek m

gde je:

Lh - duina horizontalnog cevovoda u (m),Lv - duina vertikalnog cevovoda, izraunava se od mesta napajanjado mesta prikljuenja, u (m),Lek - ekvivalentne duine krivina, u (m),

Ekvivalentne duine krivina date su u tabeli 4. "Ekvivalentna duina" leptir- zatvaraa, prekretaa uzima se; Lek=8m, a za ibere Lek=4m.Tabela 4. Ekvivalentna duina krivina (L=90o)Vrsta materijalaDuine krive Lek (m) pri R/d

461020

Prainasti4 - 85 - 106 - 108 - 10

Zrnasti, jednolian8 - 1012 - 1616 - 20

Sitan, nejednolian28 - 3538 - 45

Krupan, nejednolian60 - 8070 - 90

KOEFICIJENT KONCENTRACIJE SMEEOsnovni pokazatelji koji karakteriu reim rada postrojenja pneumatskog transporta su zasienost struje vazduha esticama materijala koji se transportuje tj. koncentracija smee.Postoji masena koncentracija i zapreminska koncentracija. Pod tim se podrazumeva odnos masa ili zapremine transportovanog materijala i vazduha za transport.Masena koncentracija:GmCk Gvgde je:

Gm - masa transportovanog materijala, Gv - masa vazduha za transport.Zapreminska koncentracija:

C

Gm v vG

Ck v

v m mgde je:

v - gustina vazduha,m - srednja gustina materijala.

Kod usisnih postrojenja koeficijent koncentracije ogranien je veliinom vakuuma i kree se u granicama: 0.5 25. Kod potisnih postrojenja koeficijent koncentracije smee je teorijski neogranien i kree se od: 10 150.Pri projektovanju postrojenja pneumatskog transporta neophodno je odabrati optimalne vrednosti koncentracije smee. Stepen koncentracije utie na snagu postrojenja i njegove gabarite. Pri malim vrednostima Ck, raste snaga postrojenja na osnovu poveanja koliine vazduha. Zbog toga male koncentracije su nepogodne za pneumatska postrojenja. Pri veim vrednostima Ck, smanjuje se potronja vazduha, pa je prema tome potronja energije manja.Kod suvie velikih stepena koncentracije, postrojenje pneumatskog transporta radi na povienom nadpritisku te se javlja potreba za kompresorskim postrojenjem sa ureajem za preiavanje vazduha (uljni odvajai i dr). Kod

visokih stepena koncentracije dolazi do zaepljavanja cevovoda na kolenima i skretnicama.Optimalne vrednosti stepena koncentracije smee dobijaju se na osnovu eksperimentalnih ispitivanja pneumatskih postrojenja u radu. Za proraune mogu se korisititi podaci za Ck, dati u tabeli 5.Tabela 5. Preporuene vrednosti za koeficijent koncentracijeOsnovna grupaBrzina vazduha m/sKoncentracija Ckkg/kgKoeficije nt otpora K

Sitan materijal25 - 353 - 50.5 - 1.0

Zrnast materijal16 - 2520 - 303 - 815 - 250.5 - 0.70.3 - 0.5

Prakasti materijal16 - 221 - 40.5 - 1.5

Vlaknasti materijal15 - 180.1 - 0.61.0 - 2.0

GUBICI PRITISKA PRI STRUJANJU SMEE VAZDUHA I MATERIJALAIspitivanjem pneumatskog transporta i merenjem pokazalo se da promena pada pritiska ima linearnu zavisnost: p smp v

(1 Ck K )

gde je:

psm- pad pritiska pri kretanju meavine,pv - pad pritiska pri kretanju istog vazduha, Ck - srednja masena koncentracija,K- koeficijent kojim se uveava pad pritiska pri kretanju meavine u odnosu na strujanje istog vazduha.

Data zavisnost izraena prethodnom jednainom, dokazana je ispitivanjem pneumatskih transporta pri koncentraciji smee od 0.05 25 kg/kg. Koeficijent K dobija se eksperimentalnim putem i u velikoj meri zavisi od brzine vazduha vv. Ako je brzina vea, koeficijent K je manji i obrnuto. Pri veim brzinama vazduha, estice materijala manje padaju na zidove cevovoda, a to smanjuje gubitke pritiska

na trenje. Pri manjim brzinama estice materijala se vie dodiruju sa zidovima cevovoda, a time se otpori poveavaju.Na veliinu koeficijenta K, utiu fizika svojstva transportovanog materijala: oblik, dimenzije, specifina masa, prenik cevovoda (K, se poveava sa poveanjem prenika cevi). vrednosti koeficijenta K, za razliite grupe materijala, dobijene eksperimentalnim putem, date su u tabeli 4-5.Pad pritiska usled lokalnih otpora pri transportu smee vazduha i materijala moe se odrediti po formuli:plok

1 K Ck

2 vv v 2

gde je:

v - koeficijent lokalnih otpora pri kretanju istog vazduha.

Pri transportu u vertikalnim deonicama cevovoda, treba obezbediti dodatnu energiju, koja je potrebna za savlaivanje geodetske visine, tako nastaje pad pritiska, koji zavisi od koncentracije smee Ck i visine dizanja H.ph H

v Ck

vv v

mStvarna brzina u vertikalnom cevovodu pri kretanju na gore znatno je manja od brzine vazduha, vm = vv - vleb na osnovu toga se dobija:p H C

vv

h v k vv

vleb

Na deonicama, gde je cevovod vie optereen materijalom, a brzina materijala smanjena i na mestima skretanja cevovoda gde se troi energija vazdune struje na savlaivanje inercije materijala, javlja se dodatni otpor, a moe se izraunati kao:prgde je:

vvK r Ck v 2

Kr - (1 - 2.1), koeficijent otpora na savlaivanje inercijalnih, dobijen eksperimentalnim putem.Koeficijent Kr , zavisi od fizikih osobina materijala, brzine vazduha i drugih parametara, pri emu manje vrednosti odgovaraju materijalima sa manjom specifinom masom.

PRORAUN POTISNIH I USISNIH SISTEMA PNEUMATSKOG TRANSPORTAVeina niskopritisnih sistema pneumatskog transporta rade sa naporom do10000 (Pa) = 0.1 (bar), a pri tom specifina gustina vazduha moe da odstupa10%. Takva odstupanja mogu se zanemariti pa se za pojednostavljenje prorauna uzima da je v=1.2kg/m3=const.Pri proraunu pneumatskog transporta zadatak je odrediti prenik cevovoda d, kapacitet vazduha Qv, ukupne padove pritisaka pi, kao i izvriti izbor instalacije (tip ventilatora, veliinu i povrinu filtera, dimenzionisanje ciklona, veliinu fluid lift dozatora i rotacionih izuzimaa).Na osnovu poznate koncentracije smee Ck, i proraunskog kapaciteta G, odreuje se protok vazduha;Q G

m3/s

v v CkNa osnovu Qv i zadate brzine vazduha vv izraunava se prenik cevovoda;d 4 Q v mvvNa osnovu prorauna prenika cevi d, usvaja se standardni prenik cevovoda i izraunava tana vrednost Qv (i preraunava se Ck);C G

k Qv vZa konanu vrednost Qv izraunava se prenik ciklona;D 4 Fc mF Q v m2c kk = 1.7 2.1 m3/m2s - konstanta za visokoefikasan ciklon.

Otpor ciklona nalazi se pomou;pcik m vm=0.15 0.20 - koeficijent za ciklonQv m3/minOtpor za bateriju ciklona odreuje se;2pcik 2 vgde je:

- koeficijent otpora ciklonskih baterija,vc - ulazna brzina vazduha u ciklon (uzima se oko 15 20m/s).

Takoe, potrebno je izvriti proraun ventilacionog dela mree, uzimajui u tom delu brzinu vazduha 10 15m/s.Odreivanje veliine ukupnih otpora u mrei: p (N/m2)p L i d

2i v v 2

1 K Ck

ph pr

post

gde je:- koeficijent trenja istog vazzduha o zidove cevi 0.020, Li - suma svih duina cevovoda, horizontalih, vertikalnih iekvivalentnih duina prema tabeli 4,i - suma lokalnih otpora,K - korekcioni faktor prema tabeli 5,ph - dodatna energija za savlaivanje geodetske visine, pr - gubici na savlaivanje inercijalnih sila, ipost- ostali gubici u sistemu pneumatskog transporta.

Posle izraunavanja ukupnog pada pritiska u mrei i potrebe za vazduhom proraunava se naga motora radne maine:N k1 Q v k2 p kW1000 vgde je:

k1=1.15 - koeficijent koji uzima gubitke usled prosisavanja u mrei, k2=1.10 - koeficijent koji uzima u obzir nepredviene otpore ucevovodima,v=0.5 0.8 - koeficijent korisnosti ventilatora duvaljke.

U usisnim postrojenjima, koja rade pri vakuumu preko 0.1bar, uz poveanje razreenosti po duini transportnog cevovoda poveava se zapreminski protok vazduha, uz smanjenje njegove specifine mase. U vezi sa tim, pri konstantnom preniku cevovoda poveava se brzina vazduha. Poto bi se ta veliina menjala vie od 10%, potrebno je dugake trase cevovoda "razbijati" na deonice sa postepenim porastom prenika. U tom sluaju duina tih deonica se odreuje raunski iz jednaine, koja uzima u obzir termodinamiku promenu sastava vazduha pri konstantnoj temperaturi vazduha:p2 p2 L

v22

1 22p2

vd v2 2

gde je:

p1 - pritisak na poetku proraunske deonice, p2 - pritisak na kraju proraunske deonice,v2 - gustina vazduha na kraju proraunske deonice, vv2 - brzina vazduha na kraju deonice.

Ukoliko sistem radi na vie paralelnih linija, i na razliitim optereenjima, za proraun se uzima linija sa najviim optereenjem.

3. PUMPE1), KOMPRESORI, VENTILATORI3.1 PUMPEU okviru ovog poglavlja e se razmatrati pumpe koje su najvie u upotrebi u procesnoj industriji, kao to su centrifugalne pumpe, propelerne pumpe, klipne pumpe, membranske pumpe, zupaste pumpe, pune pumpe i dr.Centrifugalna pumpa sastoji se iz dva osnovna dela: rotora sa lopaticama i kuita (statora) kojim se tenost dovodi u rotor i uz povieni pritisak iz njega odvodi (sl. 3.1.1). Rotor je privren na osovinu, pogonjenu nejee elektromotorom, a ponekad parnom turbinom, vodnom turbinom ili motorom s unutranjim sagorevanjem. Kuite ima usisni i potisni nastavak, nosi leajeve i zaptivae, i okruuje rotor.

Spisak glavnih delova pumpe:111 Spiralno kuite 216 Osigura matice112 Poklopac spirale 217 Osigura matice113 Prsten 218 Valjkasti leaj114 Pritisna aura 219 Tuljak vratila115 H-prsten 311 Nosa leaja121 Zaptivna pletenica 312 Poklopac leaja122 Zaptiva poklopca spirale 315 Vijak za odzraivanje211 Kolo rotora 316 Pokaziva nivoa ulja212 Vratilo 317 Zaptiva poklopca leaja215 Matica kola rotora 318 Zaptivni prstenSl.3.1.1. Jednostepena pumpa1) Poar, H.: Osnove energetike II, 1978.Risti, B.: Centrifugalne pumpe u hemijskoj industriji, 1975. R. H. Perry.: Chem. Eng. Handbook, 1984.

Zaptivni prsten (sl. 3.1.2) ograniava na najmanju moguu meru strujanje tenosti iz potisnog u usisni deo. Usisnim nastavkom dovodi se tenosti u rotor. Tu lopatice sa eonim vencima (prednji i zadnji venac, sl. 3.1.2) formiraju kanale, u kojima se tenost ubrzava, pa mu je na izlazu apsolutna brzina vea nego na ulazu. Kinetika energija tenosti delimino se pretvara u energiju pritiska u potisnom delu kuita.To pretvaranje se odvija ili u spiralnom delu kuita i u potisnom nastavku (sl. 3.1.3a) ili meu statorskim lopaticama (sl 3.1.3b). Ako nema statorskih lopatica, najvei deo kinetike energije transformie se u koninom nastavku, a inae se sva transformacija obavlja meu njima. Danas se najvie horizontalnih jednostepenih pumpi izvodi bez statorskih lopatica.prednji zid

zadnji zidzaptivni prsten kompenzacionakomora

Sl. 3.1.2. Jednostrujna pumpa sa zaptivnim prstenom i kompezacionom komoromdifuzorstatorrotor spiralaSl. 3.1.3. Spiralno kuite i statorske lopatice pumpeOblik i duina lopatica (sl. 3.1.4) zavise od specifinog broja obrtaja, koji je definisan kao i za turbine. Tipovi pumpi su okarakterisani smerom strujanja tenosti u rotoru. Oni ogovaraju Francisovim i propelernim turbinama.

radijalna dvostrujna pumpa

poluaksijalna dvostrujna pumpa

poluaksijalna propelerna pumpa

aksijalna propelerna pumpa

nq= 25 min-1

nq = 44 min-1

nq = 130 min-

nq = 270 min-

Sl. 3.1.4.Oblik pumpi razliitog broja obrtajaTabela 1, sadri karakteristike etiri tipova pumpi za protok od 0.15 m3/s. Rotori se izvode i kao dvostrujni, kojima tenost dotie sa obe strane (sl. 3.1.4a, b). Kad je re o velikim visinama pumpanja i kad se potrebni pritisak ne moe dovoljno ekonomino ostvariti jednim rotorom, prave se viestepene pumpe, s vie rotora spojenih u seriju (sl. 3.1.5).Tabela 1: Primer karakteristika za tipove pumpi razliitih Specifinih brojeva obrtajaIIIIIIIV

Specifini broj obrtajaProtokVisina pumpanjaBroj obrtajaSpoljanji prenikOdnos unutranjeg ispo-ljanjeg prenikanQ, min-1Q, m3/sH, mn, min-1D2, m D1/D2

250.150218700.480 0.5

440.1501511600.305 0.7

1300.1501017500.255 0.9

2700.150626000.1801.00

gde je:

I - Radijalna dvostrujna pumpaII - Poluaksijalna dvostrujna pumpa III - Poluaksijalna propelerna pumpa IV - Aksijalna propelerna pumpa

Sl. 3.1.5. Primer izvoenja visokopritisne pumpeKod centrifugalnih pumpi osovina moe biti horizontalna ili vertikalna, veprema pogonskoj maini ili prema pogonskim uslovima.

TEORIJSKA VISINA PUMPANJAEnergetski odnosi u pumpi mogu se posmatrati kao na nain kod vodenih turbina. Polazei od brzina na ulazu i na izlazu iz kanala meu lopaticama rotora (sl. 3.1.6), odreuju se ulazni i izlazni trouglovi brzina (sl. 3.1.7).a)b)Sl.3.1.6. Brzine u rotoru pumpe Sl. 3.1.7. Trouglovi brzina:a) ulaz u rotor;b) izlaz iz rotoraIzraz za snagu koju rotor predaje tenosti za protok 1 kg/s, iznosi:Wi p dV Wgde je:

c - apsolutna brzina strujanja , u - obimna brzina strujanja ,nj - relativna brzina strujanja.Pomou kosinusne teoreme iz izraza , se dobija:

N u 2

c2 cos 2

u1 c1

cos 1

u 2 c2u

u1 c1u

Obe relacije vae za pumpu kroz koju protie 1 kg/s tenosti. Uzevi da jeN=g Hp, gde je Hp teorijska visina pumpanja, dobija se:

2 2 2 2 2 2

H

u2 c2u u1 c1u p

g

c2 c1 2g

u2 u1 2g

w2 w1 2g

Pri ovome treba napomenuti da su c1 i c2 stvarne brzine estica, a 1 i 2uglovi kojima je odreen njihov smer, pa je Hp i stvarna teorijska visina pumpanja.Meutim, nisu poznate ni stvarne brzine i njihovi stvarni smerovi, pa se teorijski prorauni esto sprovode uz predpostavku da uglovi strujanja tano odgovaraju uglovima lopatica. Zbog toga se dobija vea teorijska visina pumpanja, koja se naziva Ojlerova (Eulerova) visina pumpanja (Ee). Ona ima veu vrednost od Hp.Ta razlika, meutim, ne znai gubitak energije, ve samo manju teorijskuvisinu pumpanja jer Hp odgovara stvarnim odnosima u pumpi. Ojlerova visina pumpanja mogla bi se ostvariti samo ako bi pumpa imala beskonano mnogo lopatica, pa bi strujanje sledilo njihov oblik.Zbog konanog broja lopatica poveava se ugao 2 na izlazu iz rotora, pa se zato smanjuje komponenta c2u, a to je glavni razlog za razliku izmeu He i Hp.U daljem razmatranju raunae se sa stvarnim brzinama i stvarnim smerovima tih brzina uz napomenu da se dijagrami na sl. 3.1.7 odnose na te brzine i smerove.Prema sl. 3.1.7 dobija se:c2 u

u2 w2 u

u2 c2m

ctg 2

c1u

u1 w1u

u1 c1m

ctg 1

Ako se vrednost za c1u i c2u uvrste u izraz (3), te se uzme da je protok kroz pumpu:Q A1 c1m

A 2 c2m

teorijska visina pumpanja Hp moe se prikazati izrazom: u2 Q u

u2 Q u

2 2

1 1

H p

g A 2

ctg 2

g A1

ctg 1

U relaciji su A1 i A2 povrine preseka kanala meu lopaticama rotora normalne na komponente c1m i c2m. Kada se posmatra izvedena pumpa koja rotira sa konstantnim brojem obrtaja, teorijska visina pumpanja zavisi samo od protoka Q jer brzine u1 i u2, povrine A1 i A2 i uglovi 1 i 2 imaju konstantne vrednosti.

Ulazni ugao 1 ima vrednosti od 15 do 50o , a izlazni ugao 2 se kree u granicama15 do 35o (najee 20 - 25o).Zavisnost Hp od Q se vidi na (sl. 3.1.8). Za vrednost uglova 1 i 2, koji se normalno u praksi pojavljuju, teorijska visina pumpanja opada sa protokom.Hpug 1. lan (1 7)gHp = f (Q)2ggg 2. lan (1 7)g0 QSl. 3.1.8. Teorijska visina pumpanja Hp u zavisnosti od protoka QU pumpi bez gubitaka korisna snaga je jednaka upotrebljenoj,a odreuje se iz relacije:N p g Q H p Wgde su:

- specifina masa fluida u kg/m3 , g - gravitacija,Q - protok fluida u m3/s ,HP - teorijska visina pumpanja u m .

STEPEN ISKORIENJA PUMPEStepen iskorienja pumpe p jednak je proizvodu hidraulukog, zapreminskog i mehanikog stepena korisnosti, pa je:p h v mU relaciju nisu ukljueni gubici zbog povratnog strujanja jer se posmatraju sluajevi za optimalni