Dit artikel is afkomstig uit solids processing Benelux www.solidsprocessing.nl Figuur 1: Drukverlaging door het inbouwen van een of twee tussenwanden met variabele hoogte h opslag Gerard Haaker Druk in opslagsilo’s verlagen productbeschadiging in silo’s (2). Enkele praktijkoplossingen Dit is het vervolg op het artikel ‘Productbeschadiging in silo’s. Is er wat aan te doen?’ uit nr. 4 van Solids Processing. In het vorige artikel zijn wat theoretische mogelijkheden besproken om drukken in opslagsilo’s te verlagen, met onder andere als doel het beperken van mogelijke schade aan het opslagproduct. In dit artikel is een praktijkvoorbeeld uitgewerkt tot een tweetal opties en de uiteindelijke oplossing. Verlaging van de silodruk in een veevoedersilo In een veevoederbedrijf worden veevoederpellets geproduceerd, die vervolgens worden gedroogd en opgeslagen al vorens in bulk of afgezakt naar de klant te worden vervoerd. De opslag vond in het verleden plaats in relatief kleine op slagsilo’s, maar door uitbreiding van de productie moest worden overgegaan op grotere silo’s. Op zich bood dit een goede oplossing, doch als nadeel bleek een aanzienlijk grotere beschadiging van de pellets op te treden. Omdat het type stroming in de grote en kleine silo’s gelijk was, in beide gevallen massastroming, werd de oorzaak van de toegenomen beschadiging geweten aan de hogere druk in de grotere silo’s. De vraag is dan natuurlijk: is daar wat aan te doen? Uitgangssituatie en mogelijke oplossingen De eerder gebruikte kleine silocellen waren rechthoekig, 1,5 x 1m, met een hoogte van 8m. De uitstroomtrechter was voldoende steil voor massastroming. Voor de pellets konden verder de volgende grootheden worden gemeten: wandwrij ving ten opzichte van de cilinderwand μw = 0,48, stortgewicht γ = 8 kN/m . Op basis hiervan kan, met een gekozen waarde voor λ = 0,4, met de standaard Janssen-formule de maximaal optre dende verticale druk bij een volledig gevulde silo worden berekend: σz max = 12,4 kN/m 2 3 . Deze maximale druk bleek in het verleden niet tot ernstige productbe - schadiging te leiden. De nieuwe silocellen waren eveneens rechthoekig, 2 x 2,8m, hoogte 10m. Ook hierin trad massastroming op. De in deze cellen optredende verticale druk bij een volledig gevulde silo bedraagt: σz max = 23,4 kN/m 2 . Deze druk is beduidend ho- ger dan de oorspronkelijke druk en moest worden verlaagd. Het minder hoog vul len van de silo was hier geen optie want bij 2,3m vulhoogte wordt de druk al ho ger dan in de kleine silo. Het inbouwen van tussenwanden Bekeken is in eerste instantie of door het aanbrengen van tussenwanden de druk voldoende kon worden verlaagd. Hier toe is de maximaal optredende druk in de cilinder berekend voor een tweetal situaties. Ten eerste bij inbouw van één tussenwand van diverse hoogtes en ten tweede bij inbouw van twee onderling loodrechte tussenwanden van diverse hoogtes. Indien de tussenwand, cq wanden, niet over de volle hoogte van de cilinder worden ingebouwd, kan de maximale druk zowel onderin de cilinder als bij de bovenkant van de tussenwand optreden. Deze waarden kunnen met een aan gepaste versie van de Janssen-formule worden berekend. In figuur 1 zijn de bere kende waarden voor de druk σz weergegeven als functie van de hoogte van de tussenwand(en), zowel ter plaatse van de bovenkant van de tussenwand (σb) als onderin de cilinder (σo). De hoogte van tussenwand h is hierbij gevarieerd van h=0 tot bovenin de cilinder waar h=H. Figuur 1a geeft de situatie met één tussenwand en figuur 1b de situatie met twee tussenwanden weer. In de figuur is tevens de maximum toelaatbare span ning (σz toel.) aangegeven. Drukverlaging bij twee tussenwanden Uit figuur 1a blijkt dat met de inbouw van één tussenwand de druk niet voldoende kan worden verlaagd. Bij een tussen - wandhoogte van circa 7,8m is de druk bovenaan de tussenwand (σb) wel vol doende laag, maar de druk onderin (σo) is nog steeds hoger dan de toelaatbare druk. Verhoging van de tussenwand helpt hier verder niet. Toepassing van twee tussenwanden geeft wel een voldoende drukverlaging. Zoals figuur 1b laat zien, zijn vanaf een tussenwandhoogte van circa 7,8m zowel de onder- als de boven druk gereduceerd tot onder de toelaatbare druk. Over de toepassing van tussenwanden voor verlaging van de silodrukken zijn de volgende opmerkingen van belang: • Verdere verhoging van de tussen - wanden boven het punt waar een voldoende reductie wordt bereikt, is meestal niet zinvol. Een verdere druk verlaging wordt niet bereikt. • Inbouw van tussenwanden heeft wel constructieve consequenties. Een groter deel van de totale silolast wordt hoger in de silowanden opgenomen. De constructie moet hierop worden gecontroleerd en zo nodig aange past. • Omdat de tussenwanden aan beide zijden worden belast, lijkt het aan nemelijk dat deze wanden horizontaal minder hoeven op te nemen. Vanwege de mogelijkheid van nietsymmetrische stromingen wordt in de bouwnormen echter aanbevolen de tussenwanden als normale silocelwan den te berekenen. • De verticale drukken waarnaar hier is gekeken, zijn meestal niet de hoogste drukken in een silo. Ter plaatse van de overgang naar de trechter kunnen piekdrukken optreden die aanzienlijk hoger kunnen zijn. Deze piekdrukken zijn echter zeer lokaal, en bovendien worden ook deze piekdrukken in de zelfde mate gereduceerd als de verticale drukken. Het inbouwen van een of meer worden gereduceerd. Op basis hiervan kan worden berekend dat tenminste drie tussenconussen nodig zijn om de druk overal onder het toelaatbare niveau te houden. De situatie is weergegeven in figuur 2. Toepassing van een tussenconus heeft als consequentie dat ter plaatse van deze conus een aanzienlijke verticale last door de wand moet worden opgenomen. Hiertoe zal de constructie zeker lokaal moeten worden versterkt. Toepassing van drie tussenconussen was constructief dus zeker niet aantrekkelijk. Om deze reden werd besloten om voor het probleem met de veevoederpellets te kiezen voor de oplossing met tussen wanden. praktische verificatie van de gekozen oplossing Om te controleren of de gekozen methode voor het verlagen van de druk ook werkelijk in de praktijk tot een kleinere productbeschadiging zou leiden, zijn wat lijkbaar product was opgeslagen. Tijdens het vullen zijn uit de vulstroom een aantal monsters genomen. Na het vullen zijn beide silocellen ge leegd, waarbij op vaste tijdstippen monsters uit de productstroom zijn getrokken. Van al deze monsters is door tellen en me ten (een waar monnikenwerk!) de gemiddelde lengte van de pellets bepaald, als vergelijkingsmaatstaf voor het optreden van de mate van productbeschadiging. De gemiddelde lengte van het materiaal vóór de silo was 16,8mm. Na opslag in de silocel zonder tussenwanden was deze lengte teruggelopen tot circa 12,5mm. Bij de cel met tussenwanden was de lengte verminderd tot circa 14,4mm. Hoewel er dus, zoals ook verwacht, nog steeds sprake is van beschadiging van het pro duct, is door het inbouwen van de tussenwanden wel een aanzienlijke verbetering opgetreden. Tijdens de tests zijn beide gebruikte cel len direct volledig geleegd, zodat een deel van het opslagproduct niet onder tussenconussen Een andere mogelijkheid voor het verlagen van de drukken was het inbouwen van een of meerdere tussenconussen. Door een tussenconus met een hoogte h=0,5m kan de verticale druk tot circa een kwart van de oorspronkelijke grootte 44 45 Solids Processing Nr. 5 - oktober 2016 tests uitgevoerd. In een van de nieuwe cellen zijn twee onderling loodrechte tussenwanden met een hoogte van 7,5m aangebracht. Deze cel en de ernaast gelegen ongewijzigde cel zijn vervolgens om en om met lagen pellets gevuld, zodanig dat in beide cellen een verge - Figuur 2: Drukverlaging door het inbouwen van een of meer tussen­ conussen in de cilinder. Pas bij een drietal conussen blijkt de druk hier voldoende laag te worden de hoge drukken heeft gestaan. In de praktijk zullen de cellen vaak niet totaal worden geleegd, maar geregeld worden nagevuld, zodat dan wel meer materiaal onder de hogere drukken komt te staan. In dat geval zal de verbetering door de tussenwanden nog groter uitpakken. ■ © Vezor Media Solids Processing Nr. 5 - oktober 2016

Solids Processing Fluids Processing MB Maintenance SchuettgutPortal

Nieuwsbrief archief

Linked

Abonneren

ContactDisclaimerPrivacyAdverteren