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
Verbeterelementen in silo`s Insert genereren gewenst stromingsgedrag
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.

Verbeterelementen in silo`s

Insert genereren gewenst stromingsgedrag

Bij het ontwerpen of renoveren van een silo voor de opslag van stortgoed moet vaak aan een groot aantal procesvoorwaarden worden voldaan. Om aan al de eisen tegemoet te komen, zijn vaak elementen nodig die de werking van de silo verbeteren. Deze elementen worden in het vakgebied meestal aangeduid als inserts. In dit artikel zal nader worden ingegaan op de mogelijke toepassingen van deze inserts. In een volgend artikel zal de (vaak onderschatte) belasting op dergelijke inbouwelementen aan de orde komen.

Gerelateerde expertise

Bij het ontwerpen of renoveren van een silo voor de opslag van stortgoed moet vaak aan een groot aantal procesvoorwaarden worden voldaan Om aan al de eisen tegemoet te komen zijn vaak elementen nodig die de werking van de silo verbeteren Deze elementen worden in het vakgebied meestal aangeduid als inserts In dit artikel zal nader worden ingegaan op de mogelijke toepassingen van deze inserts In een volgend artikel zal de vaak onderschatte belasting op dergelijke inbouwelementen aan de orde komen Bovenkop Kop Bovenkop Kop STROMEN Ir Gerard Haaker en Ir Piet van der Kooi Inserts genereren gewenst stromingsgedrag Verbeterelementen in silos Bij het ontwerpen of renoveren van een silo voor de opslag van stortgoed moet vaak aan een groot aantal procesvoorwaarden worden voldaan Om aan al de eisen tegemoet te komen zijn vaak elementen nodig die de werking van de silo verbeteren Deze elementen worden in het vakgebied meestal aangeduid als inserts In dit artikel zal nader worden ingegaan op de mogelijke toepassingen van deze inserts In een volgend artikel zal de vaak onderschatte belasting op dergelijke inbouwelementen aan de orde komen Figuur 2 Voorbeeld van een silo met ingebouwde verdeelkegels Dit voorkomt lange opstorthellingen met minder ontmenging tijdens het vullen als gevolg Solids Processing Nr 5 november 2009 68 69 Solids Processing Nr 5 november 2009 verdeelkegels zogenaamde Chinese hoedjes figuur 2 Bij een mengsel met een zeer fijne fractie treedt een ander mechanisme op De fines komen door de optredende luchtstromen voornamelijk aan de wand en bovenop terecht Dat resulteert in verticale ontmenging die door een verdeelmechanisme niet is te voorkomen noch door massastroming is op te heffen Homogeniseren Het opslagmateriaal is vaak niet overal in de hele silo van dezelfde samenstelling Soms treedt ontmenging op voor of tijdens het vullen of de silovulling bestaat uit verschillende wat afwijkende batches van een product Om toch een zo homogeen mogelijk materiaal aan de silo te onttrekken wordt op meerdere plaatsen tegelijk materiaal onttrokken Een alternatief is snelheidsverschillen in de uitstroming aan te brengen zodat als het ware een hermenging wordt verkregen Figuur 3A geeft twee voorbeelden van het Voorkoming van ontmenging Materiaal met een gemengde samenstelling en variatie in korrelgrootte enof korrelgewicht kan al tijdens het vullen van de silo ontmengen Deze ontmenging segregatie vindt vooral plaats indien tijdens het vullen in de silo een storthoop wordt gevormd met lange hellingen Langs een dergelijke helling zullen de grotere cq zwaardere deeltjes lager op de helling terechtkomen Omdat de kleinere lichtere deeltjes wel hoger op de helling blijven liggen treedt ontmenging op Dit kan worden tegengegaan door op meer plaatsen te vullen zodat meerdere kleinere storthopen ontstaan met navenant kleinere hellingen en minder ontmenging Een alternatief is op een plaats vullen maar de toevoerstroom scheiden in meerdere kleine verdeelde stromen door het inbouwen van een of meer verdeelsystemen Hiervoor zijn in de loop der tijd diverse varianten bedacht Vaak ook volstaat het aanbrengen van een of meer goed gepositioneerde Daardoor kan ook bij een minder steile conus nog massastroming optreden zie figuur 1A Van de silo zonder inbouwconus en met axiaalsymmetrische stroming is de eigen conus niet steil genoeg en zal slechts kernstroming optreden punt A in de figuur Inbouw van de extra conus leidt tot een vorm van vlakke stroming rond de insert waarbij punt A in het massastroomgebied voor vlakke stroming ligt Voorwaarde is wel dat zowel de oorspronkelijke conushoek als de extra conus nu steil genoeg zijn voor vlakke massastroming Naast de in figuur 1A getekende enkele conus wordt ook wel een systeem met een dubbele conus toegepast Dan komt er onder de bovenconus nog een omgekeerde conus figuur 1B Een derde mogelijkheid is de coneincone waarbij in de silotrechter een extra open trechter is aangebracht met een voldoende steile helling voor massastroming zie figuur 1C Deze laatste oplossing impliceert in tegenstelling met de andere twee geen verdringerlichaam maar een conus waar het materiaal gewoon doorstroomt Dan leidt de binnenconus niet alleen indien correct ontworpen tot massastroming maar creeert ook een snelheidsverschil tussen binnen en buitenstroming Hiervan wordt ook gebruik gemaakt indien extra menging homogenisering van het materiaal wordt gevraagd Alle hiervoor genoemde inbouwconussen kampen met het probleem dat afmetingen en plaatsing voor een optimaal effect moeilijk zijn te voorspellen Numerieke simulaties en beperkt experimenteel onderzoek hebben aangetoond dat de enkele en dubbele conus vrij hoog moeten worden ingebouwd dus dichter bij de overgang cilinderconus dan dieper in de conus Wel dient de maximale diameter van de insert altijd beneden deze overgang te liggen en moet de silo zonder problemen de optredende belastingen kunnen doorstaan Doel en werkingswijze Inserts in silos worden om allerlei redenen toegepast In principe zijn het inbouwelementen die met een specifiek doel het stroomgedrag van het materiaal enof het spanningsverloop in de silo gunstig beinvloeden De voornaamste redenen om een of meer typen inserts toe te passen komen hier achtereenvolgens aan de orde Bevordering van een massastroom profiel Bij het stromen van opslagmateriaal in een silo kunnen in principe twee hoofdtypen stroming optreden kernstroming of massastroming Bij massastroming is al het materiaal in de silo in beweging zo gauw materiaal wordt onttrokken Er treden dus geen dode zones op met kans op bederf of veroudering Er zal steeds sprake zijn van FirstinFirstout en eventuele bij het vullen opgetreden horizontale ontmenging wordt weer hersteld bij het uitstromen van het materiaal Bij kernstroming treedt slechts stroming op in interne stroomkanalen die in het materiaal ontstaan Dode zones kunnen lang blijven bestaan er treedt geen First in First out op en eventuele ontmenging wordt niet hersteld Vanwege de gunstige eigenschappen wordt ook meestal voor massastroming gekozen Maar daarvoor is een vrij steile gladde uitstroomtrechter nodig Deze moet soms zo steil zijn dat het constructief niet meer haalbaar is Dan maar ook wanneer een bestaande silo met een niet voldoende steile trechter moet worden omgebouwd kan inbouw van een extra conus uitkomst bieden Dit zal vooral nodig zijn bij ronde of vierkante silos waarin een axiaalsymmetrische stroming plaatsvindt Door het inbouwen van een geschikte conus gaat de stroming rond de inbouwconus over in een soort vlakke stroming Eerst een aantal procesvoorwaarden op een rijtje In ieder geval moet het gewenste stromingspatroon in de silo optreden Meestal is dat massastroming met een FirstinFirstoutvolgorde Verder zal vaak ontmenging moeten worden voorkomen zal de uitdraagapparatuur een ongestoorde uitstroming moeten garanderen zullen geen hinderlijke trillingen of stoten mogen optreden g conushoek grenslijn vlak grenslijn ax symm kernstroming massastroming A wandwrijving Figuur 1 Door inbouw van een geschikte extra conus in de uitlooptrechter kan ook bij een te stompe silohoek nog een vorm van massastroming worden verkregen Rond de inbouwconus ontstaat een vlak stromingsprofiel dat ook bij minder steile hoeken nog massastroming genereert zie punt A De figuur vergelijkt drie typen inbouwconussen Figuur 3 Door het inbouwen van geschikte inserts in de uitstroomconus ontstaan verschillen in de uitstroomsnelheid van het materiaal Hierdoor treedt weer een zekere mate van menging op homogenisatie zie 3A Bij wat hogere silos kan met een uitstroompijp met diverse toevoeropeningen hetzelfde resultaat worden bereikt 3B Soms wordt ook gerecirculeerd om een voldoende homogenisatie te bereiken Fig 3A Fig 3B Fig 1B Fig 1C Fig 1A Verbeterelementen in silos STROMEN inbouwen van inserts in de siloconus die moeten zorgen voor vrij grote verticale snelheidsverschillen tussen het centrum en de meer naar buiten gelegen delen Omdat de mengwerking hier grotendeels in en vlak boven het hoppergedeelte plaatsvindt zal voor slanke hoge silos de hermenging niet optimaal zijn Daar past beter het inbouwen van een of meerdere verticale pijpen over de nagenoeg volle hoogte van de silo voorzien van openingen die het materiaal op diverse hoogtes aan de silo onttrekken figuur 3B Voor alle hierboven genoemde mogelijkheden voor homogenisatie geldt overigens dat de eerste hoeveelheid die wordt onttrokken nog niet hermengd zal zijn en dus op een andere wijze zal moeten worden gerecirculeerd Bij andere systemen voor homogenisatie wordt interne recirculatie toegepast om hermenging te bereiken Dit kan via een centraal ingebouwd pijpsysteem waarbij het materiaal op diverse plaatsen in de pijp stroomt en mechanisch of via een luchtstroom naar boven wordt getransporteerd Daar komt het dan weer op het oppervlak van het opslagmateriaal terecht Een andere manier om te hermengen betreft compartimentering Dit kan door over de silohoogte een aantal verticale interne scheidingswanden aan te brengen Hierdoor ontstaat een aantal afzonderlijke compartimenten die onder in de conus weer bij elkaar komen Bij het vullen moeten de segmenten niet gelijktijdig maar achtereenvolgens worden gevuld Door bij het leegstromen wel weer gelijktijdig materiaal aan de compartimenten te onttrekken ontstaat menging van het product Drukverlaging De hoge drukken die zeker in de wat grotere silos kunnen optreden leiden soms tot ongewenste beschadiging van het opslagproduct Dat en het verminderen van de intensiteit van optredende trillingen en stoten vormen redenen om hoge stortdrukken te vermijden De trillingen zijn weliswaar niet geheel te voorkomen maar leveren beduidend minder schade op als de druk in de silo lager is Hulpmiddelen voor een verlaagde stortgoeddruk zijn het verhogen van de wandwrijving door een geschikte coating het inbouwen van drukopnemende elementen dan wel een of meer tussenwanden in de cilinder plaatsen Deze ingrepen leiden echter niet altijd tot een voldoende verlaging van de druk Een betere oplossing lijkt het aanbrengen van een of meer tussenconussen aan de wand van de cilinder Een dergelijke conus is al bij een vrij geringe hoogte in staat om de verticale druk aanzienlijk te verlagen Toepassing van meerdere conussen houdt de druk vaak beneden een bepaald kritisch nivo figuur 4 Soms kan drukverlaging niet voldoende de zware stoten tijdens het uitstromen van een silo voorkomen Hier bepaalt ook de hoeveelheid materiaal die plotseling op gang komt en weer wordt afgeremd de stootkracht Een oplossing biedt een centrale ontlastingspijp in de silo Door toevoergaten aan de bovenkant van de pijp stroomt een gedeelte van het materiaal zodat geen stroming langs de wand of in de rest van het materiaal plaatsvindt Het komt het FirstinFirstoutprincipe niet helemaal ten goede maar zwaar stoten wordt voorkomen Uitstroming bevorderen Een eerste soort inserts zijn in de conus of aan de conuswand bevestigde elementen die moeten zorgen voor beweging in het meestal slecht stromende stortgoed zoals trillers schrapers en woelers de zogenaamde flow promoting devices De tweede groep inserts verzekert de gebruiker van een goede werking van het eigenlijke uittrekmechanisme door de verticale druk hierop te verminderen Denk bijvoorbeeld aan een trilbodem die rechtstreeks of via een vrij korte conus onder het cilindrisch deel van de silo is aangebracht Om uitstroomproblemen door de hoge druk op de trilbodem te voorkomen helpt het aanbrengen van een schotelvormige plaat boven de trilbodem die een fors deel van de druk opneemt Silo verstevigen Inserts voor versteviging van een silo komen meestal voor bij wat grotere silos met een rechthoekige dwarsdoorsnede Om de spanwijdte van de lange wanden te verkleinen en daarmee ook de uitbuiging te verminderen wordt soms ter ondersteuning van de wanden gebruik gemaakt van trekstangen of trekkabels die dwars door de silo worden aangebracht Deze trekstangen kunnen een fors deel van de horizontale wandbelasting opnemen maar zullen door het opgeslagen materiaal ook verticaal worden belast Bijna alle hierboven genoemde inserts bevinden zich in het materiaal dat in de betreffende silo wordt opgeslagen en beinvloeden daarmee zowel de stroming als de belastingen op de silowanden en in het materiaal zelf Maar omgekeerd zal er ook een belasting zijn vanuit het meestal om de insert stromende stortgoed op het inbouwelement zelf Deze belasting laat zich vaak moeilijk voorspellen maar blijkt gezien het feit dat er nog al eens schade optreedt vaak te worden onderschat Hier zal in een volgend artikel wat nader op worden ingegaann Figuur 4 Door het inbouwen van een of meer tussenconussen in de cilinder kan de druk in een silo aanzienlijk worden verlaagd Dit resulteert in een lagere intensiteit van optredende trillingen of stoten en daarmee in minder productbeschadiging Solids Processing Nr 5 november 2009 70 silodruk P kritische silodruk
PROCES MEDIA
Solids Processing Fluids Processing MB Maintenance SchuettgutPortal
Ontvang onze nieuwsbrief
Nieuwsbrief archief
Volg ons
Linked
MAGAZINE
Abonneren
Service en contact
ContactDisclaimerPrivacyAdverteren