Dit artikel is afkomstig uit solids processing Benelux www.solidsprocessing.nl Figuur 1: Voorbeeld van het stick-slip gedrag tijdens het meten van Opslag Gerard Haaker en Piet van der Kooi de wandwrijving Schokkende, trillende en toeterende silo’s Vreemd silogedrag nader bekeken (2) In Solids Processing 1 is in het eerste artikel uit deze serie van drie beschreven hoe en waarom in een silo trillingen, schokken en andere ongewenste verschijnselen kunnen optreden. In dit tweede artikel gaan we verder in op mogelijke gevolgen van deze problemen en, belangrijker, hoe ze kunnen worden voorkomen dan wel opgelost. In het geval van het zingen van silo’s of bij lichte trillingen zijn de gevolgen meestal niet groot. Het is hooguit wat irritant voor het bedienend personeel in het silogebouw en daar vlak omheen. Dit geldt in feite ook voor het toeteren, hoe - wel dit wel eens heeft geleid tot klachten over burengerucht vanuit de directe omgeving en daarmee tot de noodzaak tot aanpassing van het gebruikspatroon. Het wordt ernstiger wanneer de trillingen zodanig zijn dat delen van de constructie gaan meetrillen en lichte schades kun nen optreden. In het geval van echte schokken moet de zaak zeker serieus worden bekeken. Het leidt niet alleen voor het bedieningspersoneel tot een ongewenste situatie, maar kan ook ontre geling van meetapparatuur veroorzaken, of de dosering vanuit de silo onregelma tig maken doordat het afgegeven product geen constante dichtheid heeft. Bij ernstige schokken kan zelfs beschadi - ging van de silo of van de ondersteunen de constructie optreden. Het is opvallend dat in de normen die de berekening van silolasten voorschrijven, weinig aandacht aan deze mogelijke lastenverhoging wordt geschonken. Slechts in de Duitse norm DIN 1055 worden, wanneer schok - ken worden verwacht, wat verhoogde belastingsfactoren aanbevolen. Het voorkomen of oplossen van trillingen of schokken A: In de ontwerpfase van de silo Al tijdens de ontwerpfase dient aan de hier genoemde problemen aandacht te worden besteed. Voorkomen moet wor den dat een ontwerp ontstaat dat net op de grens van massa- en kernstroming uitkomt, daar dit vaak een aanleiding tot schokken oplevert door instabiele dode zones. Beter is het om ruim binnen het massastroomgebied te gaan zitten, of, als dit niet mogelijk of gewenst is, duidelijk voor kernstroming te kiezen. Verder dienen bij spleetvormige uitstroomope ningen de gekozen feeders zodanig te worden ontworpen dat ze over de ge hele spleetlengte materiaal onttrekken, om dode zones boven een deel van de spleet te voorkomen. Ten slotte dient zo mogelijk te worden ver meden dat er stick-slip stroming van het materiaal langs de silowand optreedt. Dit kan aanleiding geven tot trillingen, maar ook zwaardere schokken inleiden of ver sterken. Het mogelijke stick-slip gedrag kan meestal eenvoudig worden aange toond met een standaard afschuifproef. Hierbij wordt het materiaal onder diverse belastingen (N) over een testplaat ge - schoven, waarbij de benodigde schuifkracht (S) wordt gemeten als functie van de verplaatsing. Bij stick-slip treden grote variaties in de gemeten schuifkracht op, zoals in figuur 1 is weergegeven. Indien bij een bepaalde combinatie van stortgoed en silowand een stevige stickslip blijkt op te treden, dient zo mogelijk een ander wandmateriaal of een andere wandcoating te worden toegepast. B: In de latere opslagpraktijk Hoewel in de ontwerpfase tot op zekere hoogte het voorkomen van schokken en trillingen kan worden nagestreefd, blijken er in de praktijk toch problemen op te kunnen treden. Dit kan bijvoorbeeld ge beuren omdat de opslagproducten zich toch wat anders gedragen dan waar in de ontwerpfase van was uitgegaan, of omdat geheel andere producten in de silo worden opgeslagen. De vraag is dan hoe het probleem kan worden opgelost. In het vorige artikel zijn de mogelijke oor zaken voor het optreden van trillingen en schokken beschreven. Wanneer we iets willen doen aan het opheffen of vermin deren van deze problemen is het dan ook zaak om eerst zo goed mogelijk na te gaan welke oorzaken een rol kunnen spelen, en op basis daarvan een oplos - sing te zoeken. We zullen hier in het kort aangeven hoe, op basis van de diverse oorzaken, een oplossing mogelijk kan zijn. cilinderwand. Wanneer deze trillingen echt hinderlijk zijn of toch tot wat schok ken aanleiding geven, dient men na te gaan of het materiaal langs de wand of inwendig stick-slip gedrag vertoont. Dit kan, zoals eerder vermeld, met een simpele afschuifproef. Wanneer er sprake is van stick-slip langs de wand, kan wor den geprobeerd met een geschikte wandcoating een beter stroomgedrag te realiseren. Is er alleen sprake van inwendige stickslip, dan is er op zich weinig aan te doen. Wel blijkt soms dat bij lagere drukken het stick-slip gedrag, zowel langs een wand als inwendig, in veel mindere mate op - treedt. In dat geval kan het een oplos- sing zijn om door geschikte maatregelen het drukniveau in de silo te verlagen zodat het stick-slip effect wordt onder drukt. In eerdere artikelen is beschreven hoe drukverlaging in een silo kan worden bereikt. schokken ten gevolge van een grensontwerp Wanneer een vrij regelmatig patroon van op zich niet al te zware schokken optreedt, kan dit te wijten zijn aan een grensontwerp, waarbij de stroming wat pendelt tussen massa- en kernstroming. Op basis van de trechterhoek (α) en de wandwrijving (φw) kan dit redelijk simpel worden gecontroleerd. Indien een grens situatie bestaat, zoals aangegeven in figuur 2 als punt A, moet worden gepro beerd om tot een echte massastroming te komen. Hiervoor bestaan meerdere mogelijkheden. De vaak meest simpele methode is het verlagen van de wandwrijving door een geschikte coating of bekleding van de conuswand te zoeken, waarbij de situatie bijvoorbeeld in figuur 2, punt B terecht komt, met een goede massastroming. Helaas blijkt het niet altijd mogelijk om een geschikte en ook slijtvaste bekleding te vinden. Een tweede mogelijkheid is het steiler maken van de conus, zodat bijvoorbeeld in figuur 2 punt C wordt bereikt. Ook dan zal massastroming optreden, maar het is een ingrijpende oplossing die in een be staande situatie meestal niet eenvoudig te realiseren is. Een verdere mogelijkheid biedt het 18 19 Solids Processing Nr. 2 - april 2016 stick-slip trillingen Wanneer stick-slip stroming in een silo optreedt, is dit meestal te merken aan lichte trillingen die voelbaar zijn aan de Figuur 2: Grenslijnen tussen massastroming en kernstroming voor φe = 45º a) axiaal-symmetrische stroming b) vlakke stroming inbouwen van een verdringerkegel, zo als aangegeven in figuur 3. Dit is vooral bij axiaal-symmetrische stroming (dat wil zeggen een trechter met ronde of vierkante uitstroomopening) een rede lijke optie. Door het inbouwen van de kegel ontstaat onderaan rond de kegel een spleetvormige uitstroomopening, waardoor een semivlak stromingsprofiel optreedt. Voor dit type stroming is een minder steile trechterhoek nodig om massastroming te bereiken dan in het oorspronkelijke axiaal-symmetrische stroomprofiel, zoals af te lezen in figuur 2, punt D. Het nadeel van het inbouwen van een verdringerkegel is dat de plaats en de juiste vorm van de kegel nogal nauw luisteren voor een optimaal resul taat. In de literatuur zijn hiervoor echter wel ontwerprichtlijnen te vinden. Ten slotte bestaat nog de mogelijkheid om aan de silogeometrie zelf niets te wijzigen, maar via trillers op de trechter of door het inblazen van lucht het stro mingspatroon te verbeteren, zodat meer een massastroomsituatie ontstaat. schokken en trillingen bij kernstroming Indien kernstroming blijkt op te treden, kan in eerste instantie worden gepro beerd om massastroming te krijgen door verlaging van de wandwrijving of het in bouwen van een verdringerkegel. Indien dit niet mogelijk blijkt, kan men trachten het stroomgedrag te verbeteren door tril lers op de trechter te plaatsen of door het inblazen van lucht. Bij echte kernstroming is de kans op succes hierbij echter klein omdat de stroming zich relatief ver van de wand afspeelt. Wel is het soms mogelijk om, wanneer echte schokken optreden, met behulp van luchtkanonnen de sta biele zones op geregelde tijdstippen in beweging te brengen. Daarmee worden de schokken niet geheel voorkomen, maar zullen ze regelmatiger optreden en daardoor minder hevig zijn. problemen bij massastroming Ook bij een goede massastroming kun- nen trillingen en schokken optreden. Deze kunnen worden veroorzaakt door een slecht werkende feeder waarbij instabiele zones boven de uitstroomopening ont staan. Hierop moet het systeem worden gecontroleerd en moet de feeder worden aangepast. Maar ook bij goed werkende feeders kunnen bij massastroming proble men optreden. Meestal blijkt bij kleinere vulling van de silo de intensiteit van de schokken minder te worden. In dat geval kan het nuttig zijn om de druk op de trech - ter te verlagen door het inbouwen van obstructies in de cilinder.

Solids Processing Fluids Processing MB Maintenance SchuettgutPortal

Nieuwsbrief archief

Linked

Abonneren

ContactDisclaimerPrivacyAdverteren