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
Het ontwerpen van silo’s als maatwerk (3) Stroomkanaal in product zelf bij kernstroomsilo
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.

Het ontwerpen van silo’s als maatwerk (3)

Stroomkanaal in product zelf bij kernstroomsilo

Dit artikel behoort tot een serie van drie artikelen. In de vorige artikelen beschreven de auteurs een methode voor het ontwerpen van silo’s met massastroming. Dat vraagt om een steile trechter. In die gevallen waar massastroming niet mogelijk of gewenst is zal een kernstroomsilo toegepast moeten worden. Ook hiervoor is een degelijk ontwerp aan te raden.
Dit artikel behoort tot een serie van drie artikelen In de vorige artikelen beschreven de auteurs een methode voor het ontwerpen van silos met massastroming Dat vraagt om een steile trechter In die gevallen waar massastroming niet mogelijk of gewenst is zal een kernstroomsilo toegepast moeten worden Ook hiervoor is een degelijk ontwerp aan te raden Opslag Stroomkanaal bevindt zich in product zelf bij kernstroomsilo Het ontwerpen van silos als maatwerk 3 Dit artikel behoort tot een serie van drie artikelen In de vorige artikelen beschreven de auteurs een methode voor het ontwerpen van silos met massastroming Dat vraagt om een steile trechter In die gevallen waar massastroming niet mogelijk of gewenst is zal een kernstroomsilo toegepast moeten worden Ook hiervoor is een degelijk ontwerp aan te raden Ir Piet van der Kooi en Ir Gerard Haaker De voordelen van massastroming varieren van geen dode zones in de silo waardoor geen bederf of veroudering van het product optreedt via met de goed regelbare stroming bestaat weinig kans op ontmenging tot het firstin firstoutprincipe Een nadeel is de benodigde steile trechter die bouwhoogte kost en de slijtage van de silowand die kan optreden bij abrasieve producten Bij kernstroomsilos vindt de stroming van het product niet langs de silowand plaats maar in een in het product zelf gevormd stroomkanaal zie figuur 1a Dit type stroming komt in diverse vormen voor vanaf het optreden van kleine dode zones tot het extreme geval waarbij een nagenoeg verticaal stromingskanaal wordt gevormd maar het omringende stortgoed niet meer in beweging komt na leegstromen van dit stroomkanaal We spreken in dat laatste geval van een stabiele schacht pipe of rathole zoals aangegeven in figuur 1b Ondanks de minder aantrekkelijke eigenschappen kan een kernstroomsilo in een aantal gevallen toch een goede opslagmogelijkheid bieden We kunnen hierbij denken aan producten waarvoor bederf veroudering of ontmenging geen rol spelen Of producten met een zodanig hoge wandwrijving dat een absurd steile trechter nodig zou zijn voor massastroming Kernstroming is ook het overwegen waard als de bouwhoogte onvoldoende is voor een massastromingstrechter mits het product dit toestaat Maar zonder meer spreekt voor zich dat ook bij een kernstroomoplossing het siloontwerp een ongestoorde werking moet opleveren Het voorkomen van stabiele schachtvorming In kernstroomsilos kan bij cohesieve producten onder ongunstige situaties een zogenaamde stabiele schacht ontstaan Solids Processing Nr 3 juni 2006 44 45 Solids Processing Nr 3 juni 2006 de kleinste afmeting op kunnen treden en is controle wel nodig Dit gaat in principe op dezelfde wijze als bij massastroming Het probleem bij kernstroming is echter dat de uitstroming niet langs de silowand maar in een in het product zelf gevormde trechter stroomt Hiervan is de hoek niet zondermeer bekend In feite is hierdoor de grootte van de flowfactor niet bekend doch in de praktijk wordt hiervoor meestal de waarde ff p 17 gekozen overeenkomend met een interne halve trechterhoek van 30 o Met deze waarde voor ff p de flowfactor voor nopiping wordt het snijpunt met de tijdsflowfunctie FFt bepaald en hieruit weer de minimaal benodigde spleetbreedte Ook hier wordt weer een toeslag van 25 procent gegeven Benodigde trechterhoek In veel gevallen zal het nodig zijn dat een kernstroomsilo volledig leegstroomt Bijvoorbeeld wanneer meerdere producten afwisselend moeten worden opgeslagen of bij de kans op bederf in de dode zones Theoretisch kan volledig uitstromen optreden wanneer de helling van de trechter iets groter is dan de wandwrijving tussen stortgoed en wand In de praktijk blijkt dit niet op te gaan Het product ligt langere tijd onder hoge druk tegen de trechterwand aan en moet daarna onder een veel lagere druk in beweging komen De wandwrijving die onder deze omstandigheden op kan treden is meestal veel groter dan lijk is van de hoogte van het materiaal in de silo maar wordt bepaald door de spanning op de schachtwand tengevolge van het eigen gewicht van het materiaal binnen de schacht Op basis van de materiaaleigenschappen en wat vereenvoudigingen kan dan een flowfactor voor schachtvorming ff p worden berekend Identiek aan de procedure voor brugvorming bij massastroming kan deze flowfactor worden uitgezet tegen de gemeten tijdsflowfunctie FFt waarbij het snijpunt de kritische waarde van s1 geeft Uit deze waarde kan de kritische schachtdiameter en de benodigde uitstroomopening dkworden berekend Deze ondergrensbenadering zal echter in vele gevallen de kritische diameter dk waarbij geen stabiele schachtvorming kan optreden sterk onderschatten In de praktijk wordt meestal aangeraden deze methode alleen toe te passen voor slanke kernstroomsilos met een voldoende steile trechterhoek als regel de trechterhoek met de verticaal a 400 Controle op brugvorming Voor een ongestoorde uitstroming van de kernstroomsilo mag geen stabiele brugvorming optreden Voor een axiaalsymmetrische stroming dus met ronde of vierkante uitstroomopening is bekend en kan ook worden berekend dat geen brugvorming optreedt wanneer stabiele schachtvorming wordt voorkomen Bij een spleetvormige opening zou brugvorming over steunde stortgoeddruk worden genomen dus s1 gh waarin ghet stortgewicht en h de silohoogte voorstelt Bij slankere silos kan de druk s1 met een algemene spanningstheorie bijvoorbeeld de klassieke Janssenformule worden berekend De bij s1behorende waarde van de eigensterkte sp kan uit de gemeten flowfunctie van het materiaal worden bepaald In de meeste gevallen zal hiervoor de tijdsflowfunctie FF t moeten worden gekozen Dit omdat het materiaal in de schachtwand langere tijd onder druk stilstaat zelfs al is de schacht niet stabiel Uit de voorwaarde s1 8804 sp volgt dan de benodigde diameter van de schacht die dan tevens de diameter of bij spleetvormige openingen de diagonaal van de uitstroomopening aangeeft waarboven geen stabiele schacht zal ontstaan In de praktijk wordt op de minimaal benodigde afmeting dk van de uitstroomopening weer een toeslag van 25 procent gegeven De hier weergegeven procedure blijkt in de praktijk nog al aan de veilige kant te liggen omdat in de meeste gevallen een trechter aanwezig is die de stabiliteit van een mogelijke schacht enigszins ondermijnt De ondergrensbenadering Deze berekeningswijze van de verstevigingsspanning wordt nog wel in wat oudere literatuur gevonden Als uitgangspunt geldt dat de grootte van s1niet afhankeHierbij stagneert de verdere uitstroming van product na het leegstromen van dit stroomkanaal De diameter van een dergelijke stabiele schacht zal nagenoeg gelijk zijn aan de grootste afmeting van de uitstroomopening Op basis van de silotheorie en de producteigenschappen kan de kritische waarde van de uitstroomopening worden bepaald waarbij geen stabiele schachtvorming zal optreden Analoog aan het flownoflow criterium bij massastroomsilos kan ook hier voor de schacht een verstevigingsspanning s1worden bepaald met een bijbehorende eigensterkte sp van het materiaal in de schachtwand Verder kan de grootste hoofdspanning s1 werkend op de wand van de schacht worden berekend De schacht zal bezwijken dus niet stabiel zijn wanneer wordt voldaan aan de voorwaarde dat de schachtbelasting groter is dan de sterkte van de schacht dus voor s1 sp De grootte van de schachtbelasting s1 is afhankelijk van de schachtdiameter d en de statische inwendige wrijvingshoek wt van het stortgoed en kan met de klassieke silotheorie worden berekend Voor de waarde van de verstevigingsspanning s1zijn twee benaderingen mogelijk De bovengrensbenadering Hierbij gaan we er van uit dat s1 gelijk zal zijn aan de verticale spanning op de beschouwde diepte in de silo Voor gedrongen silos met een hoogtediameter verhouding 1 kan hiervoor de ongedode zone A B dode zone dode zone dode zone dode zone dode zone dK permanente dode zones dK de wandwrijvingshoek wwdie in de standaardmetingen wordt bepaald In de praktijk wordt daarom aanbevolen om voor volledig uitstromen een trechterhoek met de verticaal van a 880465 ww te kiezen tenzij uit metingen of ervaring bekend is dat een minder steile hoek voldoet Combinaties van stromingsprofielen Soms is het zinvol om een combinatie van een massastroom en een kernstroomsilo toe te passen Hierbij wordt zie figuur 2 het bovendeel ontworpen voor kernstroming en het onderste gedeelte als massastroomtrechter Het kernstroomgedeelte moet voldoende steil zijn om volledig te kunnen leegstromen en de overgangsdiameter dk moet groot genoeg zijn om stabiele schachten te voorkomen Daarnaast moet het massastroomdeel voldoende steil zijn de trechterhoek ruim binnen het massastroomgebied en de uitstroomopening moet groot genoeg zijn om brugvorming te voorkomen Een dergelijke combinatie kan worden toegepast wanneer bij siloombouw de beschikbare hoogte ontbreekt voor een complete massastroomtrechter Ook bij de inbouw van reclaimhoppers onder platbodemsilos of stockpiles kan op deze wijze stabiele schachtvorming worden voorkomen Dat levert dan bij een goede positionering ook voldoende vrijstromend materiaal op zoals in figuur 3 aangegevenn Figuur 1 Voorbeelden van kernstroomgedrag A normale kernstroming B stabiele schachtvorming piping Figuur 2 Gecombineerd stromingspatroon met antischachtvorming bovendeel en massastroom onderconus Figuur 3 Massastroom reclaimhoppers onder platbodemsilo Dit artikel behoort tot een reeks van drie In Solids Processing nr 1 van dit jaar behandelden we de standaardmethode van massastroomsilos En in nr 2 kwam de invloed van tijdsversteviging bij massastroomsilos aan bod
PROCES MEDIA
Solids Processing Fluids Processing MB Maintenance SchuettgutPortal
Ontvang onze nieuwsbrief
Nieuwsbrief archief
Volg ons
Linked
MAGAZINE
Abonneren
Service en contact
ContactDisclaimerPrivacyAdverteren