NL
UK
 Leveranciers-login
Home
BLIJF OP DE HOOGTE
Ontvang onze nieuwsbrief en digitale magazine
Uw adres wordt nooit aan derden doorgegeven.
Lees onze privacyverklaring.

       

ARTIKEL
Deel dit artikel
Silo meer dan een vat met een gat Stromingstechnieken moeten de basis vormen van elk ontwerp
Download dit artikel als pdf
Is uw adres bekend, dan wordt de pdf meteen geopend, anders krijgt u een link toegestuurd.
Ook ontvangt u onze volgende nieuwsbrief.

Silo meer dan een vat met een gat

Stromingstechnieken moeten de basis vormen van elk ontwerp

In de loop van de tijd werd de opslagsilo steeds geavanceerder. Dat bracht de nodige hoofdbrekens met zich mee. Opslaan vergt meer dan in een silo brengen en er op zijn tijd weer uithalen. Hieronder volgen verschillende uitvoeringen van opslagsilo’s, problemen die kunnen optreden en eventuele oplossingen.
In de loop van de tijd werd de opslagsilo steeds geavanceerder Dat bracht de nodige hoofdbrekens met zich mee Opslaan vergt meer dan in een silo brengen en er op zijn tijd weer uithalen Hieronder volgen verschillende uitvoeringen van opslagsilos problemen die kunnen optreden en eventuele oplossingen Stromingstechnieken moeten de basis vormen van elk ontwerp Silo meer dan een vat met een gat Opslag In de loop van de tijd werd de opslagsilo steeds geavanceerder Dat bracht de nodige hoofdbrekens met zich mee Opslaan vergt meer dan in een silo brengen en er op zijn tijd weer uithalen Hieronder volgen verschillende uitvoeringen van opslagsilos problemen die kunnen optreden en eventuele oplossingen Ir P van der Kooi en Ir G Haaker De kunst van het opslaan van producten is al bijna zo oud als de mensheid zelf Een groot gedeelte van de in het warme seizoen geoogste of verzamelde voedselvoorraad moest op de een of andere manier worden bewaard om de winter door te komen Dit gebeurde aanvankelijk in gaten in de grond Later volgde de manshoge aardewerk vaten waar het product meestal een graansoort van boven werd ingebracht en in een later stadium door dezelfde opening er weer naar behoefte kon worden uitgeschept fig 1 Een dergelijke graansilo wordt tot op heden soms nog gebruikt bij kleine landbouwgemeenschappen in Afrika Er komen niet vaak problemen bij dit soort opslag voor Het gaat om bekende producten in een simpel en betrouwbaar opslagsysteem Tegenwoordig liggen de zaken wat ingewikkelder bij de opslagsystemen zoals we die in onze geindustrialiseerde wereld tegenkomen Ze blijken soms zelfs de bottleneck in het productieproces Slanke silos versus mammoetsilos De meest toegepaste silos bestaan uit een cilindrisch bovendeel rond vierkant of rechthoekig met een trechtervormig uitloopgedeelte Het opslagproduct komt met een transportsysteem pneumatisch of mechanisch van boven in de silo terecht Aan Figuur 1 Traditionele graansilo Solids Processing Nr 1 november 2005 26 de onderzijde van de silo kan het benodigde materiaal weer worden onttrokken De stroming door de silo vindt door de zwaartekracht plaats soms geholpen door stromingsbevorderende hulpmiddelen De verhouding van de cilinderdiameter cq de diameter van de ingeschreven cirkel en de hoogte is meestal groter dan 15 waarbij we dan spreken van slanke silos Diameters liggen normaal tussen de twee en vier meter hoewel ook diameters tot acht meter voorkomen De opslagcapaciteiten bedragen dan tien tot 300 m 3 Een aantal van dit soort silos naast elkaar vormen een cellenblok In tegenstelling tot dit type slanke cel of silo staan de zogenaamde platbodem of mammoetsilos Ook hier bestaat de silo uit een cilindervormig bovendeel maar de trechter ontbreekt of is zeer vlak uitgevoerd De hoogtediameter verhouding van dit soort silos is meestal kleiner dan een de cilinderdiameter kan wel tot 60 meter bedragen De opslagcapaciteiten liggen tussen de 1000 en 100000 m 3 Bij dit soort afmetingen kan de zwaartekracht het product niet door en uit de silo laten stromen Meestal zijn extra hulpmiddelen als transportschroeven of schrapers nodig om het product naar het centrum van de silo te transporteren waar het door de zwaartekracht weer naar de uitstroomopening kan stromen Hoewel dit type silos op een aantal aspecten wel overeenkomsten vertoont met het stroomgedrag in een slanke silo beperken we ons deze keer tot de slanke silos Stromingspatronen en uitvoeringsvormen Bij het naar beneden stromen van een product door cilinder en trechter kunnen twee hoofdtypen stroming optreden massastroming en kernstroming figuur 2 Bij massastroming beweegt de hele productmassa mee op het moment dat er product aan de silo wordt onttrokken Er is sprake van een first in first out principe Hoewel er kleine snelheidsverschillen kunnen optreden is er geen sprake van nietstromende zones Doordat stroming over de gehele doorsnede van de silo plaatsvindt zijn de stroomsnelheden betrekkelijk laag en ontstaat een regelmatige stroming die goed regelbaar is Bij kernstroming blijft het product aan de wand aanvankelijk in rust en vindt stroming plaats door een in het product zelf gevormd kanaal boven de uitstroomopening Dit kanaal wordt van bovenaf vanuit de nietstromende zones bijgevuld Hier is uiteraard geen sprake van first in first out De stroming is minder regelmatig door het soms schoksgewijs instorten van de dode zones Bij het niet regelmatig legen van de silo maar steeds bijvullen kan het product lang in deze dode zones verblijven met kans op bederven verouderen aan de wand vastkoeken of brokken vormen Welk type stroming in een silo zal optreden is afhankelijk van de inwendige wrijving van het product de wrijving tussen product en silowand en de steilheid van de uitstroomtrechter De trechterhoek waarbij nog massastroming optreedt is voor een gekozen trechtervorm te berekenen als de inwendige wrijving en de wandwrijving bekend zijn Naast bovengenoemde aspecten speelt ook de geometrie van de trechter een rol Een ronde of vierkante trechter figuur 3 levert een zogenaamde axiaalsymmetrische stroming op Hierbij moet het product door een zich in twee richtingen steeds vernauwende doorsnede stromen Bij een wigvormige trechter figuur 4 vindt vernauwing slechts in een richting plaats In dit geval treedt makkelijker stroming op vlakke stroming waarbij massastroming al bij een minder steile hoek zal optreden Uit het voorgaande blijkt dat massastroming in de meeste gevallen de voorkeur zal krijgen boven kernstroming Een nadeel is dat de stroming langs de silowand plaatsvindt met slijtage als gevolg Door een lage transportsnelheid geeft dit alleen bij zeer abrasieve producten problemen Verder verdient de benodigde hoogte van de trechter aandacht Bij problemen kunnen tussenoplossingen de massastroming zo goed mogelijk benaderen zodat een minder hoge trechter volstaat De soms gehoorde opmerking dat altijd massastroming zal optreden bij een trechterhoek van 30gaat helaas lang niet altijd op Het resultaat van een onderzoek naar het te verwachten stromingsgedrag van circa 500 producten op basis van de trechterhoek bij diverse wandmaterialen RVS en constructiestaal aluminium diverse coatings staat in figuur 5 Hieruit valt af te lezen dat voor axiaalsymmetrische stroming bij een conushoek van 30slechts voor 25 van de onderzochte combinaties massastroming zal optreden Bij vlakke stroming schuift de curve acht a tien graden naar rechts en ligt dit percentage op circa 50 procent Stromingsproblemen Behalve het type stroming waarop een silo kan worden ontworpen moet ook een ongestoorde uitstroming worden gegarandeerd Bij massastroming is de voornaamste storingsbron het optreden van min of meer stabiele bruggen die de stroming ontregelen of geheel stoppen Bij grote stortgoeddeeltjes zal het om een mechanische verklemming van een aantal deeltjes boven de uitstroomopening gaan Dit kan worden voorkomen door de uitstroomdiameter zeven tot negen maal groter te kiezen dan de grootste brokken product Bij poeders en bij producten met een aandeel kleine deeltjes treedt brugvorming op door cohesie Door de samenhang tussen een groot aantal deeltjes kan dat een stabiel gewelf vormen Dit kan optreden in de cilinder maar vindt meestal in de trechter plaats Op basis van de stortgoedeigenschappen en een beschikbare silotheorie kan een minimale grootte van de uitstroomopening worden gekozen waarbij geen stabiele brugvorming zal optreden Ook de ongestoorde opslagtijd speelt hierbij een rol en telt in het ontwerp mee Bij kernstroming is het hoofdprobleem het optreden van een stabiel stroomkanaal dat kan leegstromen terwijl de rest van het product niet in beweging komt Ook in dit geval kan op basis van producteigenschappen en theorie een minimale opening worden gekozen die deze stabiele schachtvorming voorkomt Daarnaast moet uiteraard stabiele brugvorming in het optredende stroomkanaal worden voorkomen Een deugdelijk ontwerp is maatwerk Het weegt de werkelijke eigenschappen van het opslagproduct met de omstandigheden waaronder dat gebeurtn 27 Solids Processing Nr 1 november 2005 a massastroming b diverse vormen van kernstroming massflow trechterhoek 952ax 0 0 20 40 60 80 100 10 20 30 40 50 2x 952ax 952ax Figuur 2 Massa en kernstroming Figuur 3 Trechtervormen voor axiaalsymmetrische stroming Figuur 4 Trechtervormen voor vlakke stroming Figuur 5 Percentage optredende massastroming als functie van de trechterhoek uaxvoor ca 500 stortgoedwand combinaties in een ronde trechter
PROCES MEDIA
Solids Processing Fluids Processing MB Maintenance SchuettgutPortal
Ontvang onze nieuwsbrief
Nieuwsbrief archief
Volg ons
Linked
MAGAZINE
Abonneren
Service en contact
ContactDisclaimerPrivacyAdverteren