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
Productbeschadiging in silo’s. Is er wat aan te doen? Schade in productieproces voorkomen
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.

Productbeschadiging in silo’s. Is er wat aan te doen?

Schade in productieproces voorkomen

In een productieproces waarin deeltjes worden gemaakt, bijvoorbeeld veevoederbrokjes, valt niet te vermijden dat een deel van deze producten al tijdens het proces kapot gaat. Behalve dat dit tot productieverlies en waardevermindering van het product leidt, kan het ook de processen zelf nadelig beïnvloeden. Deze productbeschadiging kan op meerdere plaatsen tijdens het productie- of transportproces plaatsvinden. We beperken ons in dit verhaal tot de opslag in silo’s en zullen nagaan wat de oorzaken zijn en hoe beschadiging zoveel mogelijk kan worden gereduceerd.
opslag Gerard Haaker Schade in productieproces voorkomen Productbeschadiging in silo’s. Is er wat aan te doen? In een productieproces waarin deeltjes worden gemaakt, bijvoorbeeld veevoederbrokjes, valt niet te vermijden dat een deel van deze producten al tijdens het proces kapot gaat. Behalve dat dit tot productieverlies en waardevermindering van het product leidt, kan het ook de processen zelf nadelig beïnvloeden. Deze productbeschadiging kan op meerdere plaatsen tijdens het productie- of transportproces plaatsvinden. We beperken ons in dit verhaal tot de opslag in silo’s en zullen nagaan wat de oorzaken zijn en hoe beschadiging zoveel mogelijk kan worden gereduceerd. Soorten beschadiging en mogelijke gevolgen Bij silo-opslag wordt het opgeslagen product blootgesteld aan normaalen schuifkrachten, en kunnen verder nog impactkrachten optreden bij het vullen van de silo. De normaal- en impactkrachten zullen meestal tot breuk of fragmentatie van de deeltjes leiden, de schuifkrachten veroorzaken meer een beschadiging van het oppervlak door het ontstaan van scheurtjes of het uitbreken van kleine stukjes. Mogelijke gevolgen van deze ongewenste processen zijn: • waardevermindering van het product • ontstaan van stof, dat eventueel weer in een aparte stap moet worden verwijderd • bedrijfsvervuiling en meer kans op stofexplosies • verandering van de stromingseigenschappen van het product, waardoor stromingsproblemen kunnen optreden • kans op ontmenging waardoor de problemen kunnen verergeren • problemen in vervolgprocessen door mogelijke wijziging van dichtheid, permeabiliteit etc. De beschadigingen die kunnen optreden door impact tijdens het vullen van de silo blijven hier verder buiten beschouwing. Ze zijn vaak te voorkomen door valhoogtes te beperken via het aanbrengen geschikte valbrekers in de silo. Hierdoor wordt de silowand in verticale zin zwaarder belast dan oorspronkelijk het geval was. De grootte van deze in de wand op te nemen last kan op elk niveau worden gezien als het totale gewicht van de bovenliggende bulkmassa A • γ • z minus de door het onderliggende stortgoed opgenomen deel A • σz . Deze toename van de verticale wandlast Στw) is op schaal ook in figuur 1 aangegeven. De mogelijkheid om de silodrukken te verlagen door toename van de wandwrijving is in de praktijk helaas tamelijk beperkt. Veelal zal gebruik moeten worden gemaakt van een of andere coating of bekleding die de vereiste wrijvingsverhoging oplevert en tevens geschikt is voor het betreffende product én nog voldoende slijtvast is bovendien. Daarnaast kan de ruwere wand zelf aanleiding geven tot slijtage van het product, hoewel de lagere wanddrukken hierbij weer gunstig werken. Verder zal een minder gladde wand eerder tot vervuiling van de silo kunnen leiden. Ten slotte is de toename van de wandwrijving beperkt door de waarde van de inwendige wrijving φi van het product. Bij te ruwe wanden zal de stroming niet meer langs de wand, maar langs een grenslaag van het product zelf stromen, waarbij geldt μw = tg φi. Verlaging van de drukken via A/U Uit formule 1 is direct te zien dat verlaging van de verhouding A/U, net als verhoging van de wandwrijving, zal leiden tot een verlaging van de silodrukken. De verhouding A/U in een silo is in feite niets anders dan het opslagvolume van de cilinder ten opzichte van de hoeveelheid silowand waarmee het stortgoed in aanraking komt. Voor een horizontale doorsnede van de cilinder komt dit dus neer op het oppervlak van de doorsnede A en de omtrek U, oftewel A/U = D4 bij ronde en vierkante silo’s. Verkleining van de silodiameter D leidt dus, anders dan bij vloeistoffen, tot lagere silodrukken bij eenzelfde vulhoogte. Het ligt dus voor de hand om, wanneer silodrukken een probleem kunnen vormen, voor meerdere kleinere cellen te kiezen. Een andere mogelijkheid is om, Figuur 1: Wijziging van de silodrukken door verhoging van de wandwrijving μw Figuur 2: Afname van de verticale spanning σz door het inbouwen van een tussen-conus in de cilinder. 70 71 Invloed op de silodruk door verhoging van de wandwrijving. Verhoging van de wandwrijvingscoëfficient μw leidt tot een forse en nagenoeg lineaire verlaging van de silodrukken onder in de cilinder. Bovenin is de invloed kleiner omdat de drukken nu wat sneller worden opgebouwd. Een voorbeeld van deze drukverlaging is gegeven in figuur 1, waar de opbouw van de drukken is weergegeven voor een willekeurig gekozen silo met diameter D=3m, z=1-10m, bulkdichtheid γ=10 kN/m3 en λ=0,4. Voor de wandwrijving is aangenomen dat deze wordt verhoogd van μw=0,3 tot 0,6. Uit de figuur is duidelijk te zien dat de waarde van de verticale druk σz vooral dieper in de silo fors afneemt. Het komt er in het gegeven voorbeeld op neer dat bij de ruwere wand pas na circa 10m vulhoogte dezelfde druk wordt bereikt als bij de gladde wand al na circa 4m. Ook de waarde van de horizontale of wandspanning σh neemt in dezelfde verhouding af omdat deze via de nagenoeg constante waarde van λ de verticale spanning volgt. De waarde van de schuifspanning aan de wand τw wordt bovenin de silo fors hoger door de stijging van de wandwrijving. Dit wordt veroorzaakt doordat alle drukken via de waarde van de e-macht sneller worden opgebouwd. Dieper in de silo wordt deze verhoging van τw steeds minder, en valt zelfs helemaal weg wanneer de maximale waarde van de silodrukken zou worden bereikt. Belangrijker dan de schuifspanning aan de wand op zich is echter de gesommeerde schuifspanning (Στw) langs de wand. Omdat de verticale drukken afnemen als gevolg van de toename van de wandwrijving, zal de wand een groter deel van het totale gewicht van de vulmassa moeten opnemen via de schuifspanningen langs de wand. voorspellen zijn. Ook de mogelijke invloed op het stromingspatroon is vaak niet duidelijk. Een beter alternatief is het inbouwen van een of meer tussenconussen in de cilinder. Bekend is dat in een conus de drukken in het stortgoed snel en op een redelijk voorspelbare wijze afnemen. In figuur 2 is de drukafname in een conus als functie van de hoogte van de conus weergegeven. Hieruit blijkt dat al een relatief kleine tussenconus de druk sterk kan doen afnemen. ■ In een volgend artikel zullen enkele in de praktijk uitgevoerde methoden voor drukverlaging worden besproken. Drukopbouw in silo’s De drukken die optreden in silo’s kunnen worden beschreven met de zg. Janssen formules. Hoewel deze methode niet exact de werkelijk optredende drukken zal weergeven, geeft ze wel een goede indicatie van het drukverloop en van de factoren die de drukken bepalen. Voor ons doel is dit voldoende omdat we in feite meer geïnteresseerd zijn in het vergelijken van druknivo’s en deze steeds met dezelfde relatieve onnauwkeurigheid worden berekend. De standaard Janssen formule voor de verticale druk σz in de cilinder is: bijvoorbeeld bij reeds bestaande silo’s, het wandoppervlak U te vergroten door het inbouwen van een of meerdere tussenwanden. Alternatieve mogelijkheden Een andere methode is het in de cilinder inbouwen of aan de wand bevestigen van obstructies die een deel van het productgewicht opnemen. Er zijn hierbij allerlei mogelijkheden in de vorm van schuine platen, kettingen, kruisen, inserts etc. Deze elementen blijken vaak een aanzienlijke drukafname te kunnen geven. Het probleem is echter dat zowel de drukafname als de belasting op deze constructies zelf nauwelijks te σz = γ • A/U • 1/μw • 1/λ • ( 1 – e ( –U/A • μw • λ • z ) ) (1) waarin : A = oppervlak van de dwarsdoorsnede van de cilinder U = omtrek van de cilinder μw = wandwrijvingscoëfficient λ = verhouding verticale en horizontale silodruk, σh / σz γ = bulkdichtheid van het product. z = beschouwde diepte gerekend vanaf het vulniveau. Uit de verticale drukken kunnen de horizontale druk σh ( cq de wanddruk σw) en de schuifspanning aan de wand τw als volgt worden berekend: σw = λ • σz (2) en τw = μw • σw = λ • μw • σz (3) Mogelijkheden tot verlaging van de silodrukken. Van de factoren die volgens de Janssen formules de drukken bepalen zijn de bulkdichtheid γ en de drukverhouding λ niet of nauwelijks te wijzigen. Blijven over de wandwrijving μw en de verhouding A/U. Dit artikel is afkomstig uit Solids Processing Benelux www.solidsprocessing.nl © Vezor Media Solids Processing Nr. 4 - september 2016 Solids Processing Nr. 4 - september 2016
PROCES MEDIA
Solids Processing Fluids Processing MB Maintenance SchuettgutPortal
Ontvang onze nieuwsbrief
Nieuwsbrief archief
Volg ons
Linked
MAGAZINE
Abonneren
Service en contact
ContactDisclaimerPrivacyAdverteren