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Modulo 2.6
Esercitazione: impianto di trasporto pneumatico
Prof. Ing. Cesare Saccani
Ing. Marco Pellegrini
Ing. Alessandro Guzzini
Department of Industrial Engineering (DIN) - University of Bologna
Viale Risorgimento 2, 40136, Bologna – Italy
Corso di Strumentazione e Automazione Industriale
Versione 03
Agenda
Introduzione al trasporto multifase
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Il trasporto pneumatico nell’industria ceramica
Impianto sperimentale trasporto pneumatico
Sistema di acquisizione dati e controllo
Introduzione al trasporto multifase
Introduzione
Nei processi industriali è frequente la necessità di trasportare materiali
granulari o in polvere in sospensione fluida, gassosa o liquida.
Nel primo caso (gas+solido) si parla di trasporto pneumatico.
Nel secondo caso (liquido+solido) si parla di trasporto idraulico.
Esistono anche applicazioni industriali con flussi liquidi-gas o casi di
flussi multi-fase liquido+gas+solido.
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Farina
Polvere di caffè
PVC in granuliPolverino di carbone
Cemento
Introduzione al trasporto pneumatico
I sistemi di trasporto pneumatico sono semplici e particolarmente adatti per il
trasporto di materiale in polvere, solidi granulari o materiali incoerenti. Il sistema
è completamente chiuso, confinato in una condotta, senza alcun tipo di contatto e
contaminazione tra materiale e ambiente e viceversa.
Il trasporto pneumatico, sostanzialmente, prevede che il materiale da
movimentare venga spinto nella tubazione da un fluido portante, messo in
pressione o in depressione da una soffiante o compressore.
Il fluido portante è aria secca, nell’ipotesi in cui si trasportino materiali
igroscopici, o azoto, se il materiale da movimentare può generare atmosfere
potenzialmente esplosive.
Campi di applicazione:
- Industria chimica e di processo,
- Industria dei materiali da costruzione,
- Industria alimentare,
- Industria della lavorazione del legno,
- Fonderie,
- Agricoltura, …4/108
Introduzione al trasporto multifase
Introduzione al trasporto pneumatico
Il trasporto si caratterizza in funzione del rapporto esistente tra portata di solido in
massa (kgs/h) e portata di aria in massa (kga/h). Il rapporto tra portata di solido e
portata di aria è detto rapporto di miscela m ed è uno dei parametri progettuali più
complessi da definire, poiché la tipologia di trasporto è influenzata dal valore del
rapporto di miscela desiderato. Quando il rapporto di miscela è basso si parla di
trasporto in fase diluita; quando, invece, il rapporto di miscela è elevato, si parla
di trasporto pneumatico in fase densa.
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Introduzione al trasporto multifase
m
Dp
Per
dita
di c
aric
o
fase diluita fase densa
Se si analizza la curva di stato di un
trasporto pneumatico (ovvero le perdite
di carico in funzione del rapporto di
miscela) si osserva solitamente un
andamento che identifica un minimo per
un determinato valore del rapporto di
miscela.
Attenzione! Il funzionamento
dell’impianto nella condizione di minima
perdita di carico non consente una
regolazione adeguata (ovvero una
regolazione in fase densa o diluita).
1. Trasporto pneumatico
in aspirazione (la
soffiante è a valle
dell’impianto)
2. Trasporto pneumatico
in compressione (la
soffiante è a monte
dell’impianto)
3. Trasporto pneumatico
misto
Legenda:
C: Ciclone separatore
D: Dispositivo dosatore
F: Filtro
S: Soffiante
T: Testa aspirante
TR: Tramoggia
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Introduzione al trasporto multifase
https://www.youtube.com/watch?v=5mKvQHL_YI4
Esempio di impianto in aspirazione
Molto utilizzato per lo scarico di cereali in impianti portuali.
Una o più torri, scorrevoli su rotaia lungo la banchina portano
le apparecchiature principali, soffiante S, separatore a ciclone
C e filtri F. A ciascun gruppo sono collegate tubazioni di
aspirazione collegati alla bocca di aspirazione.
La bocca di aspirazione è un tubo cilindrico
con un invito conico, su cui sono realizzate
fenditure regolabili per costringere l’aria a
passare attraverso il materiale solido.
Con alcuni materiali (es. cemento) è necessario
munire la bocca con dei raschiatori o delle coclee
trasversali per riuscire a raschiare il materiale e
condurlo in prossimità della bocca.
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Introduzione al trasporto multifase
1) Rotocelle e coclee (spesso a passo
decrescente): utilizzate sia per lo scarico da
separatori, tramoggie, silos, etc. sia per
l’alimentazione del materiale negli impianti in
pressione
2) ugelli di Venturi: molto utilizzati nel
trasporto di materiali abrasivi (anche se
richiedono portate di aria notevoli)
3) Canalette fluidificate: un setto poroso (di
fibre naturali, materiali sinterizzati, etc.) separa
il materiale dall’aria in pressione. Questa passa
tra i pori fluidificando il materiale che viene
così a presentare una diminuzione notevole
dell’angolo di declivio naturale.
Rotocella
Coclea
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Introduzione al trasporto multifase
Compressori
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Introduzione al trasporto multifase
Cicloni
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Introduzione al trasporto multifase
Distributore Miscelatore
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Introduzione al trasporto multifase
Rotocelle:
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Introduzione al trasporto multifase
Rotocelle
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Introduzione al trasporto multifase
Coclea
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Introduzione al trasporto multifase
https://www.youtube.com/watch?v=pFD4UodgOp0
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Introduzione al trasporto multifase
Elevatore
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Introduzione al trasporto multifase
Propulsore
https://www.youtube.com/watch?v=4_7Z5CfQuEs
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Introduzione al trasporto multifase
Valvole
Indicatore di livello rotativo tipo ILR
Indicatore a livello a tasteggio tipo ILT
Indicatore a livello capacitivo tipo ILC
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Introduzione al trasporto multifase
Valvole deviatrici
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Introduzione al trasporto multifase
Gli stati del trasporto: trasporto orizzontale
𝑣 ≫ 𝑤𝑠0
𝑤𝑠 ≅ 𝑤𝑠0
µ ≪ 30
𝑣 > 𝑤𝑠0
𝑤𝑠 ≅ 𝑤𝑠0
µ < 30
𝑤𝑠 > 𝑣 > 𝑤𝑠0
𝑤𝑠 > 𝑤𝑠0
µ ≈ 30
𝑤𝑠 > 𝑣 → 𝑤𝑠0
𝑤𝑠 > 𝑤𝑠0
µ > 30
a) Trasporto a volo e rispett. in sospensione,
trasporto in corrente rarefatta quasi-stazionaria,
distribuzione omogenea del solido.
b) Trasporto a salto, trasporto in corrente
rarefatta quasi-stazionaria, distribuzione non
omogenea del solido.
c) Trasporto a rivoli, trasporto in corrente densa
quasi-stazionaria, distribuzione non omogenea
del solido.
d) Trasporto a dune, trasporto in corrente densa
instazionaria, distribuzione non omogenea del
solido.
𝑣 = velocità del gas; 𝑤𝑠0= velocità di caduta del singolo grano;
𝑤𝑠 = velocità di caduta delle particelle solide; µ = rapporto di miscela per densità del solido ρ𝑠 = 2500 kg/𝑚3
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Introduzione al trasporto multifase
Gli stati del trasporto: trasporto orizzontale
𝑤𝑠><
𝑣 ≪ 𝑤𝑠0
𝑤𝑠 < 𝑤𝑠0
µ ≫ 30
𝑤𝑠><
𝑣 > 𝑤𝑠0
𝑤𝑠 > 𝑤𝑠0
µ ≫ 30𝑑𝑠 < 100 µ𝑚
e) Trasporto a tampone, trasporto in
corrente densa instazionaria.
f) Trasporto a spinta, trasporto in corrente
densa stazionaria, distribuzione omogenea
del solido.
g) Trasporto a flusso, trasporto in corrente
densa quasi-stazionaria, distribuzione del
solido da omogenea a eterogenea.
𝑤𝑠 < 𝑣 < 𝑤𝑠0
𝑤𝑠 < 𝑤𝑠0
µ > 30
𝑣 = velocità del gas; 𝑤𝑠0= velocità di caduta del singolo grano;
𝑤𝑠 = velocità di caduta delle particelle solide; 𝑑𝑠 = diametro del solido;
µ = rapporto di miscela per densità del solido ρ𝑠 = 2500 kg/𝑚3
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Introduzione al trasporto multifase
Gli stati del trasporto: trasporto verticale
𝑣 ≫ 𝑤𝑠0
µ ≪ 10
𝑣 > 𝑤𝑠0
µ ≤ 20
a) e b) Trasporto a volo, trasporto a
corrente rarefatta quasi-stazionaria,
distribuzione omogenea del solido.
c) Trasporto a palle,
passaggio al trasporto
in corrente densa.
d) Trasporto a rivoli,
trasporto in corrente
densa quasi-stazionaria.
𝑤𝑠0≤ 𝑣 < 𝑤𝑠
𝑤𝑠 > 𝑤𝑠0
µ ≤ 30
𝑤𝑠0≤ 𝑣 < 𝑤𝑠
𝑤𝑠 > 𝑤𝑠0
µ ≤ 30
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Introduzione al trasporto multifase
Gli stati del trasporto: trasporto verticale
e) Trasporto
instazionario a
tampone, trasporto
in corrente densa.
f) Trasporto
stazionario a
spinta, trasporto
in corrente densa.
g) Trasporto quasi-
stazionario a flusso,
trasporto in corrente
densa.
𝑤𝑠0< 𝑣
<>
𝑤𝑠
𝑤𝑠 > 𝑤𝑠0
µ ≫ 30
𝑤𝑠 < 𝑣 < 𝑤𝑠0
𝑤𝑠 < 𝑤𝑠0
µ > 30
𝑤𝑠 < 𝑣 < 𝑤𝑠0
𝑤𝑠 < 𝑤𝑠0
µ ≫ 30
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Introduzione al trasporto multifase
Il moto in sospensione fluida
Per analizzare il moto in sospensione fluida in una tubazione di sezione generica Ω inclinata di α
rispetto l’orizzontale, si segue una unità di peso della miscela tra le sezioni Ω1 e Ω2.
න𝑝2
𝑝1 𝑑𝑝
𝛾= 𝑍2 − 𝑍1 + 𝑅 +
𝐺𝑓
𝐺𝑓 + 𝐺𝑔
𝐶22 − 𝐶1
2
2𝑔+
𝐺𝑓
𝐺𝑓 + 𝐺𝑔
𝑉22 − 𝑉1
2
2𝑔
𝛾 = φ𝛾𝑓 + (1 − 𝜑)𝛾𝑔 con
μ =𝐺𝑔
𝐺𝑓=
1 − 𝜑
𝜑
𝑉
𝐶
𝛾𝑔
𝛾𝑓
con ψ =𝑉
𝐶
φ =Ω𝑓
Ω
, μ =𝐺𝑔
𝐺𝑓=
1 − 𝜑
𝜑ψ
𝛾𝑔
𝛾𝑓
(1)
(2)
(3) (4)
𝐺𝑓 = φΩC𝛾𝑓
Tenuto conto di (4) la (2) diviene:γ
𝛾𝑓=
µ+ ψ
µ+ ψ𝛾𝑔
𝛾𝑓
𝛾𝑔
𝛾𝑓
γ = peso specifico della miscela
p = pressione nella sezione Ω
Z = quota della sezione Ω
R = perdite di carico nel tratto l
𝐺𝑓 = portata di fluido
𝐺𝑔 = portata di solido
C = velocità del fluido
V = velocità del solido (V < C)
g = accelerazione gravitazionale
φ = frazione di volume occupata
dal fluido
µ = rapporto di miscela
Ψ = rapporto tra velocità
(5)
(6)
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Introduzione al trasporto multifase
Il moto in sospensione fluida. Soluzione approssimata
1. Il fluido portante varia lo stato fisico senza apprezzabili variazioni di temperatura, così si può
porre:𝛾𝑓 = 𝛾1
𝑝
𝑝1
𝛾 ≅ 1 +𝜇
Ψ𝛾𝑓 = 1 +
𝜇
Ψ
𝛾1
𝑝1𝑝
𝐺𝑓 = 𝛾𝑓 Ω 𝐶 =𝛾1
𝑝1𝑝 Ω 𝐶
Τ𝑝1 𝛾1
1 +𝜇Ψ
𝑙𝑛𝑝1
𝑝2= 𝑍2 − 𝑍1 + R +
1 + Ψ2𝜇
1 + 𝜇
𝐶12
2𝑔
Ω1
Ω2
𝑝1
𝑝2
2
− 1
𝐶𝑚 =𝐶1
2
Ω1
Ω2
𝑝1
𝑝2+ 1
2. Si individua un valore di Ψ rappresentativo della miscela in tutto il condotto, per cui Ψ e µ sono
costanti.
3. In (6) si può trascurare µ perché piccolo rispetto a ψ𝛾𝑔
𝛾𝑓, per cui le eq. (5) e (6) diventano:
4.Si integra la (1):
5. Per il calcolo delle perdite si fa riferimento alla velocità media:
Ciò equivale a considerare che il fluido portante occupa l’intera sezione (𝜑 ≅ 1).
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Introduzione al trasporto multifase
Perdite di carico
Considerando il condotto di un impianto come una serie di tronchi rettilinei, collegati tra loro da
curve, raccordi e pezzi speciali, ciascun tratto rettilineo, tipicamente a sezione costante, abbinato
alla rispettiva curva, raccordo o pezzo speciale, determina una perdita di carico data da:
𝑅 = 𝑅𝑎 + 𝑅𝑐
Per il primo tronco si dovrà considerare anche la perdita di imbocco:
𝑅 = 𝑅𝑎 + 𝑅𝑐 + 𝑅𝑖
Un approccio tipico è basato sulla sovrapposizione degli effetti, che considera la somma tra le
perdite associale al fluido e quelle dovute al solido, entrambi derivanti da valori empirici.
𝑅𝑎 =𝑅𝑎𝑓 + 𝜇𝑅𝑎𝑔
1 + 𝜇
𝑅𝑐 =𝑅𝑐𝑓 + 𝜇𝑅𝑐𝑔
1 + 𝜇
𝑅𝑖 =𝑅𝑖𝑓 + 𝜇𝑅𝑖𝑔
1 + 𝜇
𝑅𝑎 = perdite distribuite
𝑅𝑐 = perdite concentrate
𝑅𝑖 = perdite all’imbocco
𝑓 = fluido
g = solido
µ = rapporto di miscela 𝐺𝑔
𝐺𝑓
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Introduzione al trasporto multifase
Perdite di carico
L’approccio analitico di Weber per la valutazione delle perdite di carico è basato sulla
determinazione di un fattore di attrito unico, in maniera da poter esprimere le perdite di carico con
l’espressione delle perdite distribuite:
∆𝑝 = λ𝜌𝐿
𝑑
𝑣2
2
∆𝑝: perdita di carico
λ: fattore d’attrito
𝐿: lunghezza del condotto
𝑑: diametro del condotto
ρ: densità
v: velocità
Il fattore di attrito di un
fluido che scorre in un
condotto è funzione del
numero di Reynold e
della scabrezza della
tubazione. Il suo valore
è ricavabile dal
diagramma di Moody.
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Introduzione al trasporto multifase
Le ipotesi di Weber sul trasporto pneumatico sono [1]:
Hp 1: materiale solido a grana fine;
Hp 2: rapporto di miscela/carico basso
∆𝑝 = (λ𝑙 + 𝜇λ𝑧)𝜌𝑙𝐿
𝑑
𝑣2
2(eq. 1)
∆𝒑: perdita di carico𝝀𝒍: fattore di attrito per l’aria𝝀𝒛: fattore di attrito aggiuntivo per il solido quando λ𝑙 non è influenzato dal solido𝑳: lunghezza del condotto𝒅: diametro del condotto𝝆𝒍: densità dell’ariav: 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑡àμ: rapporto di miscela
λ𝑧 =2 ∗ ∆𝑝 ∗ 𝑑
𝜌𝑙 ∗ 𝐿 ∗ 𝑣2 ∗ 𝜇−
λ𝑙
𝜇
Weber afferma che per i carichi minori si osservano valori negativi di 𝜆𝑧, quindi per evitare
questo introduce un singolo fattore di attrito per l’intera miscela.
Perdite di carico
L’espressione classica per le perdite distribuite per il trasporto pneumatico è:
∆𝑝 = λ𝑔𝑒𝑠𝜌𝑙𝐿
𝑑
𝑣2
2(eq.2)
∆𝒑 : perdita di carico
𝝀𝒈𝒆𝒔: coefficiente d’attrito per la miscela
𝑳 : lunghezza del condotto
𝒅 : diametro del condotto
𝝆𝒍 : densità dell’aria
v : velocità28/108
Introduzione al trasporto multifase
Perdite di carico
Secondo l’analisi di Weber, l’utilizzo di un unico fattore di attrito introduce un errore relativo medio
lineare molto minore rispetto all’errore generato dell’equazione classica per le perdite di carico.
λ𝑧 = 2,1 ∗ 𝜇−0,3 ∗ 𝐹𝑟−1 ∗ 𝐹𝑟𝑠
0,25 ∗𝑑𝑠
𝑑
−0,1
Errore relativo medio lineare: ±64%
Equazione classica
Secondo il modello di Stegmaier [2] per l’equazione
classica delle perdite di carico, se il fattore di attrito
dell’aria λ𝑙 non è influenzato dal solido, il fattore di
attrito del solido è dato da:
λ𝑔𝑒𝑠 = 0,02 ∗ 𝜇0,657 ∗ 𝐹𝑟−0,8 ∗ 𝐹𝑟𝑠
0,225 ∗𝑑
𝑠
𝑑
−0,194∗
𝜌𝑠
𝜌𝑙
0,1865
Equazione di Weber
Secondo Weber, la forma dell’unico fattore di attrito
da inserire nell’equazione (2) è:
Errore relativo medio lineare: ±37.1%
𝝀𝒛: fattore di attrito aggiuntivo per il solidoquando λ𝑙 non è influenzato dal solido
𝑭𝒓: 𝑛𝑢𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑖 𝐹𝑟𝑜𝑢𝑑𝑒 =𝑉2
𝑑𝑔
𝑭𝒓𝒔: 𝑛𝑢𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑖 𝐹𝑟𝑜𝑢𝑑𝑒 𝑝𝑒𝑟 𝑖𝑙 𝑠𝑜𝑙𝑖𝑑𝑜 =𝑤𝑠0
2
𝑑𝑠𝑔𝒅: 𝑑𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑜𝑛𝑑𝑜𝑡𝑡𝑜𝒅𝑠: 𝑑𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 𝑑𝑒𝑙𝑙𝑒 𝑝𝑎𝑟𝑡𝑖𝑐𝑒𝑙𝑙𝑒μ: rapporto di miscelaws0: velocità di caduta della singola particellag: accelerazione di gravità𝝆𝒍, 𝝆𝒔: 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑡à 𝑑𝑖 𝑎𝑟𝑖𝑎 𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑖𝑑𝑜𝝀𝒈𝒆𝒔: fattore di attrito della miscela
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Introduzione al trasporto multifase
Perdite di carico
Equazione classica
Se il fattore di attrito dell’aria λ𝑙 è influenzato dal solido e dal numero di Reynolds, si ha:
Errore relativo medio lineare: ±30%
Equazione di Weber
La forma dell’unico fattore di attrito da inserire nell’equazione (2) per i materiali ruvidi di Szikszay
[3] è:
Errore relativo medio lineare: ±13,74%𝑭𝒓: 𝑛𝑢𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑖 𝐹𝑟𝑜𝑢𝑑𝑒 =
𝑉2
𝑑𝑔
𝑭𝒓𝒔: 𝑛𝑢𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑖 𝐹𝑟𝑜𝑢𝑑𝑒 𝑝𝑒𝑟 𝑖𝑙 𝑠𝑜𝑙𝑖𝑑𝑜 =𝑤𝑠0
2
𝑑𝑠𝑔𝒅𝑠: 𝑑𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 𝑑𝑒𝑙𝑙𝑒 𝑝𝑎𝑟𝑡𝑖𝑐𝑒𝑙𝑙𝑒ws0: velocità di caduta della singola particellag: accelerazione di gravità𝝆𝒍, 𝝆𝒔: 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑡à 𝑑𝑖 𝑎𝑟𝑖𝑎 𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑖𝑑𝑜𝑹𝒆: 𝑛𝑢𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑖 𝑅𝑒𝑦𝑛𝑜𝑙𝑑𝑠𝝀𝒈𝒆𝒔: fattore di attrito della miscela
𝑺𝒛: 𝑛𝑢𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑖 𝑐𝑜𝑙𝑙𝑖𝑠𝑖𝑜𝑛𝑒𝝁𝑹 = 𝑓𝑎𝑡𝑡𝑜𝑟𝑒 𝑑𝑖 𝑐𝑜𝑙𝑙𝑖𝑠𝑖𝑜𝑛𝑒 𝑚𝑒𝑐𝑐𝑎𝑛𝑖𝑐𝑜
∆𝑝 = (0,3164
𝑅𝑒0,25∗𝛼+ 𝜇λ𝑠)𝜌𝑙
𝐿
𝑑
𝑣2
2λ𝑠 = 0,0223 ∗ 𝜇0,741 ∗ 𝐹𝑟
−0,872 ∗ 𝐹𝑟𝑠0,268 ∗
𝑑𝑠
𝑑
−0,259∗
𝜌𝑠
𝜌𝑙
0,081
λ𝑔𝑒𝑠 = 𝜇0,079 ∗ 𝐹𝑟−0,208 ∗
𝑑𝑠
𝑑
−0,03∗
𝜌𝑠
𝜌𝑙
−0,363∗ 𝑆𝑧 ∗ 𝜇𝑅
0,0532
∆𝒑: perdita di carico𝝀𝒍: fattore di attrito per l’aria𝜶: fattore = 1,3𝝀𝒔: fattore di attrito aggiuntivo per il solido quando λ𝑙 è influenzato dal solido𝑳: lunghezza del condotto𝒅: diametro del condotto𝝆𝒍: densità dell’ariav: 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑡àμ: rapporto di miscela
con
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Introduzione al trasporto multifase
Perdite di carico
Partendo dai 399 punti di misura di Siegel [4], Weber ha dimostrato la dipendenza di 𝝀𝒍 da μ:
𝑭𝒓: 𝑛𝑢𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑖 𝐹𝑟𝑜𝑢𝑑𝑒 =𝑉2
𝑑𝑔
𝑭𝒓𝒔: 𝑛𝑢𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑖 𝐹𝑟𝑜𝑢𝑑𝑒 𝑝𝑒𝑟 𝑖𝑙 𝑠𝑜𝑙𝑖𝑑𝑜 =𝑤𝑠0
2
𝑑𝑠𝑔𝒅𝑠: 𝑑𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 𝑑𝑒𝑙𝑙𝑒 𝑝𝑎𝑟𝑡𝑖𝑐𝑒𝑙𝑙𝑒ws0: velocità di caduta della singola particellag: accelerazione di gravità𝝆𝒍, 𝝆𝒔: 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑡à 𝑑𝑖 𝑎𝑟𝑖𝑎 𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑖𝑑𝑜𝑹𝒆: 𝑛𝑢𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑖 𝑅𝑒𝑦𝑛𝑜𝑙𝑑𝑠𝝀𝒈𝒆𝒔: fattore di attrito della miscela
𝑺𝒛: 𝑛𝑢𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑖 𝑐𝑜𝑙𝑙𝑖𝑠𝑖𝑜𝑛𝑒𝝁𝑹 = 𝑓𝑎𝑡𝑡𝑜𝑟𝑒 𝑑𝑖 𝑐𝑜𝑙𝑙𝑖𝑠𝑖𝑜𝑛𝑒 𝑚𝑒𝑐𝑐𝑎𝑛𝑖𝑐𝑜
∆𝒑: perdita di carico𝝀𝒍: fattore di attrito per l’aria𝜶: fattore = 1,3𝝀𝒔: fattore di attrito aggiuntivo per il solido quando λ𝑙 è influenzato dal solido𝑳: lunghezza del condotto𝒅: diametro del condotto𝝆𝒍: densità dell’ariav: 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑡àμ: rapporto di miscela
∆𝑝 = (λ𝑙(𝑓(𝜇)) + 𝜇λ𝑠)𝜌𝑙
𝐿
𝑑
𝑣2
2
λ𝑠 = 0,0407 ∗ 𝜇−0,525 ∗ 𝐹𝑟−0,385 ∗ 𝐹𝑟𝑠
0,11 ∗ 𝑅𝑒−0,084 ∗𝑊𝑠0
𝑣
−0,258∗
𝑑𝑠
𝑑
0,138∗
𝜌𝑠
𝜌𝑙
0,283∗ 𝑆𝑧0,133 ∗ 𝜇R
0,195
λ𝑙 =0,1
𝑅𝑒0,151 ∗1
1+𝜇0,7
Errore relativo medio lineare: ±6,15%
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Introduzione al trasporto multifase
L’approccio analitico di Weber, basato sulla determinazione e l’utilizzo di un unico fattore di attrito,
presenta alcuni limiti di applicabilità:
1- l’equazione di Weber si riferisce solo al trasporto pneumatico in fase diluita (la fase densa
non è considerata);
2- in un unico fattore di attrito non è possibile inserire le caratteristiche del materiale.
Perdite di carico
Bibliografia [1] M. Weber: Friction of the air and the mixture at pneumatic conveyance, Multiphase flow
engineering, ANIMP, Trieste 1990, pp 41-50
[2] Stegmaier, W: Zur Berechnung der horizontalen pneumatischen Foderung feinkorniger stoffe,
f+h –Fordem und Heben 28 1978 nr 576 pp 363-366
[3] Szikszay, G: Feststoffreibungsbeiwert bei der pneumatischen Dunnstromforderung.
Dissertationen Karlsruhe 1987
[4] Siegel, W: Exp. Unters zur pneum Forderung korniger Feststoffe in waager. Rohrleitungen und
Uberprufung der Ahnlichkeitsgesetze. VDI Forschungsbericht 538, 1970.
[5] Fabbri, S.: Elementi di impiantistica meccanica – Aria e acqua – Pitagora Editrice Bologna, 1990
ISBN 88-371-0521-532/108
Introduzione al trasporto multifase
L’approccio utilizzato da David Mills è di tipo
empirico, in quanto determina le perdite di carico
per via sperimentali, raccogliendo i risultati ottenuti
con diverse condizioni del trasporto pneumatico in
termini di:
- materiale trasportato;
- disposizione del condotto (orizzontale/verticale);
- diametro del condotto;
- rapporti di miscela;
- presenza di curve, pezzi speciali…
Le due immagini si riferiscono ai risultati
sperimentali su perdite di carico per
metro nel trasporto pneumatico di barite
in un condotto di 50 mm di diametro.
Il limite di questo approccio è che, se
anche uno solo dei parametri è diverso da
quello utilizzato nella sperimentazione, i
valori risultanti in termini di perdita di
carico non sono validi.
[6] Mills, D: Pneumatic conveying design guide;
Editore Butterwoths, 1990, ISBN 0-408-04719-433/108
Introduzione al trasporto multifase
Per superare i limiti degli approcci precedenti per la determinazione delle perdite di carico, è
necessario utilizzare un approccio misto che metta assieme simulazione e validazione empirica.
Infatti, il problema della modellazione del trasporto pneumatico non trova soluzione nell’idraulica
e nell’idrodinamica, per cui è difficile trovare un’espressione delle perdite di carico per via analitica
[7].[7] Ferretti, G.: Calcolo degli impianti per il trasporto pneumatico di materiali sfusi, Fluid n. 231/232, luglio/agosto
1983.
In particolare, non è possibile trovare un unico coefficiente d’attrito in quanto nel trasporto
pneumatico avvengono 4 diverse modalità di trasporto, caratterizzate ciascuna da un proprio
fattore d’attrito:
1. accelerazione iniziale;
2. sviluppo rettilineo;
3. sviluppo in curva;
4. accelerazione dopo la curva (≠ da 1).
Perdite di carico
L’approccio simulativo consiste nel suddividere il problema in (i+1) sezioni, per le quali calcolare i
valori di alcuni parametri e le loro variazioni lungo il condotto. Il software TPSimWin, sviluppato
presso il DIN, consente di valutare, step by step, alcuni parametri del trasporto pneumatico, quali a)
perdite di carico, b) velocità del solido e dell’aria, e c) grado di vuoto.
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Introduzione al trasporto multifase
Le equazioni su cui si basa la simulazione con TPSimWin sono [8]:
1. Equazione di continuità del gas
2. Equazione di continuità del solido
3. Equazione di stato del gas
4. Equazione differenziale del moto
5. Equazione differenziale delle perdite di carico.
𝑣 =4𝐺
𝜋 𝐷2𝑒𝑚𝜌𝑓
𝑐 =4𝐺
𝜋 𝐷2(1 − 𝑒)𝜌𝑠
𝑝
𝜌𝑓= 𝑐𝑜𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒
𝑑𝑐
𝑑𝑙=
3
4
𝑐𝑤
𝑑𝑠
ρ𝑓
ρ𝑠 𝑒
(𝑣 − 𝑐)2
𝑐−
1
𝑐𝑔 sin β + λ𝑠
𝑐2
2𝐷+
ρ𝑓
𝑐 ρ𝑠𝑔 sin β + λ𝑓
𝑣2
2𝐷+ 𝑣
𝑑𝑣
𝑑𝑙+
1 − 𝑒
𝑒
ρ𝑠 − ρ𝑓
ρ𝑠𝑔
𝑤𝑠
𝑐 𝑣𝑐𝑜𝑠2𝛽
𝑑𝑝
𝑑𝑙𝑒ρ𝑓
𝑣2
𝑝− 1 = 𝑒 ρ𝑓𝑔 sin β + λ𝑓
ρ𝑓
2
𝑣2
𝐷+ 1 − 𝑒 ρ𝑠 − ρ𝑓 𝑔𝑐𝑜𝑠2𝛽
𝑤𝑠
𝑣+ ρ𝑠𝑔 sin β + λ𝑠
ρ𝑠
2
𝑐2
𝑑+ (1 − 𝑒) 𝜌𝑠𝑐 − 𝜌𝑓
𝑣2
𝑐
𝑑𝑐
𝑑𝑙
v = velocità del gas;
c = velocità del solido;
G = portata del solido;
ρf = densità del gas;
D = diametro del condotto;
e = volume interstiziale
m = rapporto di miscela
p = pressione statica;
cW = coefficiente di resistenza;
ρs = densità del solido;
β = inclinazione del condotto;
l = direzione assiale;
g = accelerazione gravitazionale
λs = coefficiente di attrito del solido;
λf = coefficiente di attrito del gas;
ws = velocità di caduta della particella
[8] Saccani, C.: Determinazione delle grandezze caratteristiche dei trasporti pneumatici mediante un nuovo
metodo di calcolo step-by-step; Impiantistica Italiana, n.10, ottobre 1990 35/108
Introduzione al trasporto multifase
Dati di input per il software TPSimWin
Impianto
1. Impianto in aspirazione/ compressione;
2. Tipo di tubazione;
3. Lay-out dell’impianto: numero di tratti rettilinei o curvi e rispettivi diametri D e lunghezze l
(anche per il tratto iniziale);
4. Numero di intervalli in cui dividere la lunghezza del condotto;
5. Inclinazione del condotto β.
Fasi solido e gas
6. Portata di materiale da trasportare G;
7. Rapporto di miscela m;
8. Peso specifico del solido ρs;
9. Espressioni dei 4 tipi di coefficienti di attrito λs e λf;
10. Diametro medio delle particelle ds;
11. Temperatura del fluido di trasporto.
36/108
Introduzione al trasporto multifase
Procedimento del software TPSimWin
a) Calcolo della velocità del gas v assumendo un valore del volume interstiziale di primo tentativo.
b) Calcolo della pressione p considerando le perdite dovute al dispositivo di immissione del solido.
c) Determinazione iterativa della densità del fluido ρf per un dato valore di temperatura e della
pressione calcolata.
d) Calcolo iterativo della velocità di caduta libera della particella ws (funzione di cW che dipende
dal numero di Reynolds del solido Res che dipende da ws stessa).
e) Calcolo dei valori di cW e Res per tutte le sezioni.
f) Calcolo del coefficiente di attrito del solido λs (funzione di v, c, ws, m, D).
g) Calcolo del numero di Reynolds Ref e del fattore di attrito λf dell’aria.
37/108
Introduzione al trasporto multifase
Procedimento del software TPSimWin
h) Calcolo del gradiente di velocità𝑑𝑐
𝑑𝑙, fissando valori di primo tentativo per velocità del solido c e
volume interstiziale e, e considerando che nella prima iterazione ρg >>ρf.
i) Calcolo del gradiente di pressione𝑑𝑝
𝑑𝑙fissando un valore di primo tentativo per le perdite di
carico e utilizzando come densità del fluido la media tra le densità nelle sezioni di ingresso e
uscita del tratto considerato. Ne derivano anche i valori di pressione, densità e velocità del
fluido nel tratto successivo.
j) Calcolo del volume interstiziale e.
k) Calcolo della velocità del solido c nella sezione successiva.
l) Calcolo del volume interstiziale e nella sezione successiva.
m) Calcolo della velocità del gas v nella sezione successiva.
n) Calcolo del nuovo Ref.
38/108
Introduzione al trasporto multifase
Perdite di carico
Con il procedimento descritto, il software è in grado di simulare l’andamento delle perdite di carico
lungo la tubazione, in funzione di alcuni parametri.
Andamento delle perdite di carico in
funzione del rapporto di miscela m per un
impianto di trasporto di polipropilene.
Lunghezza trasporto: 58,25 m.
Diametro del condotto: D= 101,6 mm (3’ ½).
Granulometria media: ‘grains’ 3 mm;
‘flakes’ 0,4 mm.
Portata di solido 10 t/h.
Cesare Saccani
“A new simulation program for designing
pneumatic conveying plants”,
Bulk Solids Handling, volume 13 n° 1,
febbraio 1993, Trans Tech Publication, Germany.
39/108
Introduzione al trasporto multifase
La simulazione fornisce il valore del volume interstiziale (e o Ɛ) lungo la
tubazione e anche nella sezione iniziale.
Il volume interstiziale è definito come il rapporto tra la sezione del
condotto occupata dall’aria (Aa) e l’intera zione del condotto (A).
Volume interstiziale
All’interno di un volume elementare di lunghezza dl si può avere la stessa massa solida distribuita
in maniera diversa:
𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑠𝑜𝑙𝑖𝑑𝑎 𝑛𝑒𝑙 𝑡𝑟𝑎𝑠𝑝𝑜𝑟𝑡𝑜 𝑑𝑖𝑙𝑢𝑖𝑡𝑜 𝑀𝑑 = 𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑠𝑜𝑙𝑖𝑑𝑎 𝑛𝑒𝑙 𝑡𝑟𝑎𝑠𝑝𝑜𝑟𝑡𝑜 𝑑𝑖 𝑢𝑛 𝑡𝑎𝑝𝑝𝑜(𝑀𝑠)
La simulazione non considera ciò che accade nella fase iniziale, ma parte da ciò che accade dopo
una distanza pari a 5 volte il diametro, distanza per la quale ciò che accade prima non influisce più
sui tratti successivi. La sezione iniziale richiede una maggiore attenzione.
40/108
Introduzione al trasporto multifase
41
Md
Ms
𝑀𝑑 = 𝑀𝑠
𝑀𝑑 = 𝐴𝑠 𝑑𝑙 𝜌𝑠
𝑀𝑠 = 𝐴 𝑑𝑙𝑠 𝜌𝑏𝑠
𝐴𝑠 𝑑𝑙 𝜌𝑠 = 𝐴 𝑑𝑙𝑠 𝜌𝑏𝑠
𝑑𝑙𝑠
𝑑𝑙=
𝐴𝑠 𝜌𝑠
𝐴 𝜌𝑏𝑠
𝜀 =𝐴𝑎
𝐴= 1 −
𝐴𝑠
𝐴
1 − 𝜀 =𝐴𝑠
𝐴
𝑑𝑙𝑠
𝑑𝑙= (1 − 𝜀)
𝜌𝑠
𝜌𝑏𝑠
𝜌𝑠= densità del solido
𝜌𝑏𝑠 = densità in mucchio del solido
Quindi, se le caratteristiche del materiale e il volume interstiziale iniziale (da TPSimWin) sono noti,
è possibile valutare il rapporto tra il volume occupato dal tappo e quello occupato dall’aria.
È preferibile che il rapporto 𝑑𝑙𝑠
𝑑𝑙non superi un certo valore, che limita la dimensione del tappo.
41/108
Introduzione al trasporto multifase
42
Perdite di carico
TPSimWin consente di
valutare le perdite di carico
nel primo tratto del trasporto,
attraverso il coefficiente di
attrito cinetico 𝑓𝑘.
All’inizio l’aria compressa
agente sul tappo deve
vincere sia la forza di
inerzia, sia la forza di attrito.
Nella fase di partenza del
tappo, le forze di attrito non
dipendono dal coefficiente di
attrito cinetico, ma da quello
statico 𝑓𝑠.
42/108
Introduzione al trasporto multifase
43
Coefficiente di attrito statico
Coefficiente di attrito cinetico
Spostamento del mucchio
(da Rabinowicz, 1951)
Il coefficiente di attrito statico 𝑓𝑠 (o 𝜇𝑠) solitamente è più alto di quello cinetico 𝑓𝑘 (o 𝜇𝑘) (fino a 7
volte a seconda dei materiali considerati).
Nel caso peggiore (𝑓𝑠 = 7𝑓𝑘), il mucchio nella prima fase del trasporto genera una perdita di carico
7 volte maggiore per via dell’attrito. Questa perdita di carico influenza la velocità dell’aria, che
diminuisce. Ne consegue che si può superare la pressione limite dell’aria del compressore e il
trasporto pneumatico può essere esposto ad un improvviso blocco.
43/108
Introduzione al trasporto multifase
Agenda
Introduzione al trasporto multifase
44/108
Il trasporto pneumatico nell’industria ceramica
Impianto sperimentale trasporto pneumatico
Sistema di acquisizione dati e controllo
Raw material
Clay medium size: 10-20 cm
Feldspar medium size: 2-5 cm
WaterAtomized slip
Particles final size: 100-600 μm
Polvere fine dispersa in atmosfera:
elevato impatto ambientale
Processo produttivo delle piastrelle di ceramica
Hot
Air
Il trasporto pneumatico nell’industria ceramica
45/108
Introduction
46
Spray dryer –
Sezione di scarico
46/108
Introduction
47
Alimentazione dei
silos intermedi
47/108
Vantaggi del trasporto con nastri:
- Affidabilità e semplicità di gestione;
- Assenza di danni al prodotto;
- Bassa variazione dell’umidità dell’atomizzato.
Svantaggi del trasporto con nastri:
- Contaminazione di polvere nell’ambiente di lavoro;
- Maggiori costi di investimento e di gestione;
- Maggiore occupazione del lay-out produttivo;
- Possibile contaminazione del prodotto lungo il trasporto.
48/108
Il trasporto pneumatico nell’industria ceramica
Vantaggi del trasporto pneumatico:
- Evita problemi dovuti alla dispersione di polvere;
- Bassi costi di investimento e gestione.
Svantaggi del trasporto pneumatico:
- Danni al prodotto per alte velocità del solido (se maggiore di 7 m/s) unite a gradienti
di velocità del solido (se maggiore di 8 s-1);
- Maggiore rischio di variazione dell’umidità dell’atomizzato.
49/108
Il trasporto pneumatico nell’industria ceramica
50/108
Il trasporto pneumatico nell’industria ceramica
Impianto di trasporto pneumatico
dell’atomizzato di barbottina
Come effettuo il dimensionamento dell’impianto?
Si parte dai dati di progetto:
1. Tipologia di materiale da trasportare e relative
caratteristiche (se note);
2. Limitazioni al trasporto oltre quale limite di
«danneggiamento» il materiale trasportato è da
considerarsi non utilizzabile per il processo
produttivo (ad esempio, massima percentuale di
«fine» nella curva granulometrica);
3. Portata di solido ms da trasportare (in tonnellate
all’ora);
4. Lunghezza e geometria del percorso
(solitamente dipendenti dal lay-out produttivo).
51/108
Il trasporto pneumatico nell’industria ceramica
m
Dp
Pe
rdit
a d
i c
aric
o
Ms = cost
d=cost
Impianto di trasporto pneumatico dell’atomizzato di barbottina
Il progettista deve dimensionare l’impianto in base ai seguenti parametri, che sono tra
loro collegati:
- Modalità di trasporto – fase diluita o fase densa;
- Diametro della tubazione d;
- Portata di aria ma (in tonnellate all’ora);
- Taglia del compressore.
Ritorniamo, dunque, al problema della determinazione della perdita di carico Dp
realizzata dal trasporto pneumatico che si vuole dimensionare.
Attenzione! Il diagramma di stato m vs. Dp varia al variare del diametro della tubazione
d!
Impianto di trasporto pneumatico dell’atomizzato di barbottina
52/108
Il trasporto pneumatico nell’industria ceramica
Diluito vs. Denso
•Il progettista sceglie la modalità di trasportopiù adatta: nel caso dell’atomizzato dibarbottina si è obbligati a scegliere la fasedensa.
Diametro • ?
Portata di aria • ?
Perdita di carico
?
Impianto di trasporto pneumatico dell’atomizzato di barbottina
53/108
Il trasporto pneumatico nell’industria ceramica
Fase densa
Diametro•DN in funzione di ms
Portata di aria
• m=ms/ma
Perdita di carico
Se non si hanno a disposizione altri strumenti, il progettista si basa
sulla esperienza, ovvero sulla realizzazione di impianti di trasporto
con materiale e portata simile che hanno funzionato valutazioni
empiriche sul diametro d e sul rapporto di miscela m.
?
Impianto di trasporto pneumatico dell’atomizzato di barbottina
54/108
Il trasporto pneumatico nell’industria ceramica
Fase densa
Diametro•DN in funzione di ms
Portata di aria
• m=ms/ma
Perdita di carico
Anche la perdita di carico viene stimata in base
all’esperienza (solitamente in funzione di una
perdita in mbar per metro lineare), e quindi si
tende a sovradimensionare il compressore in
maniera tale da avere pressione e portata a
disposizione.
Q ↑ : è utile per diluire il trasporto, se necessario
(si veda iniezione in linea).
∆p ↑ : è utile per vincere la resistenza del
«tappo», se necessario.
Pel = m * ∆h / η
Pel: potenza assorbita dal compressore (kW)
m: portata in massa di aria (kg/s)
∆h: salto entalpico (kJ/kg)
η: rendimento di compressione
∆p
Se Q è maggiorata,
Se ∆p è maggiorata,
Allora Pel è maggiorata «due volte»!
Impianto di trasporto pneumatico dell’atomizzato di barbottina
Come si effettua il dimensionamento avendo a disposizione il TPSimWin?
55/108
Il trasporto pneumatico nell’industria ceramica
Fase densa
•Si opera in fase densa per preservare il prodotto durante iltrasporto.
Simulazione
• Si definiscono diversi diametri di.
• Per ogni diametro di vengono simulati diversi trasporti con mvariabile, avendo identificato a priori dei valori di tentativoper attrito del solido in curva, attrito del solido in rettilineo edimensione equivalente del diametro della particella.
Impianto di trasporto pneumatico dell’atomizzato di barbottina
Esito della simulazione (i risultati sono mostrati in riferimento a un rapporto di miscela mmax per
preservare il know-how aziendale).
56/108
Il trasporto pneumatico nell’industria ceramica
Rapporto m basso: m/mmax= 0,68
• ∆p = 205 mbar
• Velocità massima del solido > 7 m/s
• Velocità del solido ≈ velocità dell’aria
(trasporto a rischio)
Rapporto m elevato: m/mmax= 0,93
• ∆p = 355 mbar
• Velocità massima del solido < 7 m/s
• Velocità del solido < velocità dell’aria
Impianto di trasporto pneumatico dell’atomizzato di barbottina
Come si effettua il dimensionamento avendo a disposizione il TPSimWin?
57/108
Il trasporto pneumatico nell’industria ceramica
Fase densa
•Si opera in fase densa per preservare il prodotto durante il trasporto.
Simulazione
• Si definiscono diversi diametri di.
• Per ogni diametro di vengono simulati diversi trasporti con m variabile, avendoidentificato a priori dei valori di tentativo per attrito del solido in curva, attrito delsolido in rettilineo e dimensione equivalente del diametro della particella.
Prova sperimentale
• La velocità di caduta libera viene valutata con una semplice prova sperimentaleper ricavare il valore del diametro equivalente delle particelle. Conoscere lavelocità di caduta libera è utile anche per dimensionare correttamentel’eventuale trasporto in verticale.
Impianto di trasporto pneumatico dell’atomizzato di barbottina
Calcolo della velocità di caduta libera
58/108
Il trasporto pneumatico nell’industria ceramica
Qual è la velocità di caduta libera vL per una sfera di massa m e
raggio r che cade in un fluido (aria) con coefficiente di viscosità ?
Visto che i due vettori Fv (legge di Stokes) e FP hanno versi opposti,
l’intensità di Ftot è data dalla differenza tra i valori di Fp e Fv.
Quando le due forze si eguagliano, nell’ipotesi di flusso laminare si
ottiene la relazione:
6rvL = mg =4
3ρr3g
r2 =9
2
𝜇𝑣𝐿
𝜌𝑔 misurando vL, misuro r delle particelle!
Ci sono diverse modalità di misura della velocità di caduta libera:
una delle più semplici e meno costose consiste nel fotografare con
scatti ripetuti ad alta frequenza la caduta di particelle una volta che
queste abbiano raggiunto vL.
Impianto di trasporto pneumatico dell’atomizzato di barbottina
Come si effettua il dimensionamento avendo a disposizione il TPSimWin?
59/108
Il trasporto pneumatico nell’industria ceramica
Fase densa
•Si opera in fase densa per preservare il prodotto durante il trasporto.
Simulazione
• Si definiscono diversi diametri di.
• Per ogni diametro di vengono simulati diversi trasporti con m variabile, avendoidentificato a priori dei valori di tentativo per attrito del solido in curva, attrito del solidoin rettilineo, velocità di caduta libera e dimensione equivalente della particella.
Prova sperimentale
• Diametro equivalente della particella misurato con prova di caduta libera.
• I rimanenti parametri (attrito in rettilineo ed in curva) vengono misurati attraverso delleprove sperimentali di trasporto condotte con la portata ms di progetto all’interno diun circuito con diametro d noto.
Agenda
Introduzione al trasporto multifase
60/108
Il trasporto pneumatico nell’industria ceramica
Impianto sperimentale trasporto pneumatico
Sistema di acquisizione dati e controllo
61
Trasporto pneumatico: impianto sperimentaleImpianto di trasporto pneumatico dell’atomizzato di barbottina
La realizzazione di un impianto di trasporto pneumatico per l’atomizzato di barbottina è
stata co-finanziata dalla regione Emilia-Romagna all’interno del ‘Programma regionale
per la ricerca industriale, l’innovazione e il trasferimento tecnologico’.
I partner del progetto sono Technosilos snc, un’Azienda italiana dinamicamente
coinvolta nel campo del trattamento e dello stoccaggio di materiali in mucchio, e il
Dipartimento di Ingegneria Industriale (DIN) dell’Università di Bologna.
È stata sviluppata e brevettata una soluzione per mantenere costante l’umidità del solido
lungo la tubazione controllando:
- l’umidità dell’aria compressa;
- la temperatura d’ingresso dell’atomizzato;
- la temperatura di saturazione dell’aria portante come funzione delle perdite di carico.
Inoltre, l’impianto sperimentale del trasporto pneumatico è stato utilizzato per
confermare le previsioni simulate con il software TPSimWin.
61/108
62
Vista isometrica
dell’impianto
sperimentale
Ingresso
atomizzato
Trasporto pneumatico: impianto sperimentaleImpianto di trasporto pneumatico dell’atomizzato di barbottina
62/108
Sviluppo lineare del percorso pari a circa 100 metri
63
300
350
400
450
500
550
600
650
700
50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70
Loading ratio m
Pre
ssu
re l
oss [
mb
ar]
d=77mm d=86mm d=99mm
d=86mm è la scelta migliore perché
la curva è più piatta (maggiore
stabilità nel trasporto)
Dimensionamento impianto sperimentale
Grazie al software TPSimWin è possibile valutare l’andamento delle perdite di
carico al variare del rapporto di miscela m per 3 diversi diametri del condotto d.
Trasporto pneumatico: impianto sperimentale
63/108
ms=cost
64
Dimensionamento impianto sperimentale
TPSimWin è stato poi utilizzato per scegliere il rapporto di miscela m
ottimale per il trasporto.
La scelta è stata fatta considerando le previsioni fatte su:
- velocità del solido (V);
- gradiente di velocità del solido (gradV).
La velocità e il gradiente di velocità del solido sono profondamente
connessi. In particolare, il limite massimo del gradiente di velocità
dipende dal limite massimo della velocità del solido.
La velocità massima per la barbottina viene stabilita in 7 m/s: oltre questo
valore il rischio di deterioramento del materiale è molto elevato.
Trasporto pneumatico: impianto sperimentale
64/108
Il gradiente di velocità: significato fisico
La variazione di energia cinetica (ΔE) è correlata al gradiente di velocità.
Le perdite di energia sono connesse con il danno del prodotto: c’è una
relazione di proporzionalità tra il volume del solido rimosso dall’usura e/o
abrasione e l’energia coinvolta in questo fenomeno.
Esempio numerico con gradV = 1 s-1:
V1 =5 m/s
V2 =4 m/s
V1 =25 m/s
V2 =24 m/s
65
ΔE ≈ V12 – V22 = 9 m2/s2
ΔE ≈ V12 – V22 = 49 m2/s2 (5 volte di più!)
Trasporto pneumatico: impianto sperimentale
65/108
L
ΔV
Vmax=8,5 m/s
7 m/s
Gradiente di velocità media:
gradV=ΔV/L [s-1]
Trasporto pneumatico: impianto sperimentale
66/108
Dimensionamento impianto sperimentale
Risultato simulazione d=86 mm, m=60.
→ Sviluppo lineare percorso
Perdita di carico ∆p
Velocità del solido
Velocità dell’aria
7 m/s
Dimensionamento impianto sperimentale
Risultato simulazione d=86 mm, m=60.
L
ΔV
67/108
Trasporto pneumatico: impianto sperimentale
Trasporto critico!
-3,5
-3
-2,5
-2
-1,5
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
0 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000 30.000 35.000 40.000 45.000 50.000 55.000 60.000 65.000 70.000
Length [mm]
Solid
sp
eed
gra
die
nt
[1/s
]
68Calculation step: 2 cmgradV max = 3,5 s-1
gradV min = -3,0 s-1
Trasporto pneumatico: impianto sperimentale
68/108
Dimensionamento impianto sperimentale
Risultato simulazione d=86 mm, m=60.
69
Il gradiente di velocità: l’influenza dei parametri di simulazione
Il gradiente di velocità del solido calcolato con il TPSimWin potrebbe
risultare localmente con alti valori se lo step di calcolo è molto piccolo
(mesh con step di calcolo inferiore a 2-3 cm). Ciò significa che solo una
piccola quantità di materiale è coinvolta nel calcolo.
Un’analisi con uno step di calcolo con valori attorno a 25-26 cm fornisce
una situazione più rappresentativa delle tensioni reali sul solido.
Quindi, per valutare l’usura e l’abrasione del solido è consigliabile evitare
step di calcolo troppo corti.
Trasporto pneumatico: impianto sperimentale
69/108
70
-3,5
-3
-2,5
-2
-1,5
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
0 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000 30.000 35.000 40.000 45.000 50.000 55.000 60.000 65.000 70.000
Length [mm]
Solid
sp
eed
gra
die
nt
[1/s
]
Calculation step=2 cm Calculation step=26 cm
gradV max = 2,5 s-1
gradV min = -1,8 s-1
Trasporto pneumatico: impianto sperimentale
70/108
Dimensionamento impianto sperimentale
Risultato simulazione d=86 mm, m=60.
Calculation step: 26 cm
Trasporto pneumatico: impianto sperimentale
Vista isometrica
dell’impianto
sperimentale
71/108
Impianto di trasporto pneumatico dell’atomizzato di barbottina
.
Trasporto pneumatico: impianto sperimentale
P&ID dell’impianto
sperimentale
72/108https://www.youtube.com/watch?v=KVXbhtF0cmY
C Air compressor
FA Ambient air filter
FO Coalescent filter for oil
c
FA
FO
73
Motocompressore Mattei DRS1085
rotativo a palette
Caratteristiche Valore
Pressione di esercizio [bar] 10
Resa d’aria libera effettiva [m3/min] 8,5
Raffreddamento olio Ad aria
Potenza massima erogata a regime dal motore Diesel Perkins [kW] 74
Range di temperatura ammissibile per l’aria in ingresso [°C] Da -5 a +40
Umidità relativa ammissibile dell’aria in ingresso ≤90%
Trasporto pneumatico: impianto sperimentaleAnalisi dei componenti principali: il compressore
73/108
74
Trasporto pneumatico: impianto sperimentaleAnalisi dei componenti principali:
il compressore
L’aria viene aspirata attraverso un filtro e passa
attraverso la valvola di modulazione, che
regola la portata in funzione della richiesta.
L’aria entra in una camera di compressione
costituita da statore e rotore, quest’ultimo è
posto eccentricamente al primo. Nel rotore
sono inserite (in apposite scanalature) delle
palette mobili, che a causa della forza
centrifuga di rotazione del rotore, scorrendo,
creano dei settori variabili dove l’aria viene
compressa al diminuire del volume. Le palette
premono contro la parete dello statore per la
forza centrifuga scorrendo sopra un
sottilissimo film d’olio che riduce l’usura e
mantiene la perfetta tenuta dell’aria compressa.
74/108
Regolazione della portata di aria
Per garantire l’integrità dell’atomizzato di barbottina durante il trasporto
pneumatico, la velocità di trasporto va mantenuta sotto a 7 m/s, per cui è
necessario un trasporto in fase densa.
L’andamento delle perdite di carico lungo il circuito in funzione del
rapporto di miscela m (kg di solido su kg di aria) mostra un minimo. Non
tutti i materiali presentano tale minimo, mentre per altri risulta compreso
in una zona nel quale il trasporto risulta instabile.
m
Dp
Per
dita
di c
aric
o
fase diluita fase densa
In figura: andamento qualitativo delle perdite
di carico in un trasporto pneumatico in
funzione del rapporto di miscela (kg di solido
per kg di aria) considerando costante la
portata in massa del solido.
75/108
Trasporto pneumatico: impianto sperimentale
Regolazione della portata di aria
Le condizioni al contorno del trasporto in fase densa vanno
accuratamente valutate allo scopo di evitare di scegliere un valore di
rapporto di miscela m troppo vicino al valore corrispondente al valore di
perdita di carico minimo (cerchio rosso in Figura). Infatti, se le condizioni
nominali di progetto sono troppo vicine al valore minimo di perdita di
carico, un incremento di quest’ultima può indistintamente essere letto
come un passaggio in fase diluita o in fase densa, rendendo così difficile
la regolazione dell’aria.
76/108
Trasporto pneumatico: impianto sperimentale
m
Dp
Per
dita
di c
aric
o
fase diluita fase densa
Regolazione della portata di aria: carico costante e fase diluita (caso #1)
La portata di aria viene regolata con logica PID attraverso una valvola di
regolazione (VR).
Nel caso di utenza a pressione costante, il carico è costante e quindi non
si hanno fluttuazioni della pressione a valle di VR. In questo caso va
mantenuta costante anche la pressione a monte della valvola di
regolazione VR attraverso una valvola regolatrice di pressione (VRP).
77/108
Trasporto pneumatico: impianto sperimentale
Regolazione della portata di aria: carico variabile e fase diluita (caso #2)
Nel caso di utenza a pressione variabile, il carico risulta variabile e quindi
si hanno delle fluttuazioni della pressione a valle della valvola di
regolazione VR.
Per mantenere costante il Δp sulla VR occorre utilizzare una VRP che
“senta” entrambe le pressioni, eseguendo una compensazione quando
l’utenza varia il proprio carico. Ad esempio, se VR si chiude, pv cala e pm
aumenta. Per ristabilire il Δp corretto si dovrà quindi chiudere anche VRP.
Si possono utilizzare attuatori pneumatici a doppio effetto o misurare la
pressione differenziale ai capi della valvola VR e quindi impiegare
attuatori elettrici o elettro-pneumatici.
78/108
Trasporto pneumatico: impianto sperimentale
Regolazione della portata di aria: fase densa (caso #3)
Nel trasporto in fase densa, durante la formazione del tappo, la pressione
pv a valle della valvola di regolazione VR varia. Per riuscire ad alimentare
l’impianto con la portata di aria richiesta, anche a fronte di un calo del ΔP
sulla valvola di regolazione della portata VR (per la formazione del tappo
nel trasporto), si può inserire tra le due valvole (VRP e VR) un serbatoio di
accumulo S. La valvola regolatrice di pressione VRP riduce la pressione
data dal compressore, fino al valore richiesto pm, mentre il serbatoio
agisce come accumulo di aria per garantire una sufficiente reattività della
valvola regolatrice di portata VR. Infatti, per controllare la formazione del
tappo, la regolazione della portata di aria deve essere rapida, per cui la
valvola VR deve essere molto vicina alla stellare e il serbatoio deve
essere sufficientemente grande per fornire la portata di aria richiesta
durante la formazione del tappo.
79/108
Trasporto pneumatico: impianto sperimentale
Regolazione della portata d’aria: fase densa (caso #4)
Impiegando la soluzione (caso #3) precedente la regolazione PID della
valvola di regolazione VR provocava un ritardo di 2-3 s.
Per eliminare il tempo di ritardo si è deciso di far lavorare la valvola di
regolazione VRPA a punto fisso, dal momento che il compressore
installato è volumetrico e autoregolato alla pressione di mandata (la
regolazione di portata è direttamente demandata al compressore).
80/108
Trasporto pneumatico: impianto sperimentale
RotocellaVRPA
La valvola regolatrice di portata VRPA
La valvola regolatrice di portata è comandata in tensione (0-10 V) e apre e chiude grazie
al movimento di un otturatore (lineare, equi-percentuale o ad apertura rapida) che
strozza il condotto di passaggio dell’aria, consentendo di ottenere la portata richiesta
dall’impianto. La valvola scelta per l’impianto è ad azione inversa, ossia normalmente
chiusa in assenza di tensione.
81/108
Trasporto pneumatico: impianto sperimentale
2
v
pp
Td
4.480
GK
Tdp8.239
GK
1
v
1) Pressione assoluta a valle della valvola
superiore al 53% della pressione assoluta
di ingresso
2) Pressione assoluta a valle della valvola
inferiore al 53% della pressione assoluta di
ingresso
G = portata massica (Nm3/h)
∆p = pressione differenziale (bar)
p1= pressione assoluta a monte della valvola
(bar)
p2= pressione assoluta a valle della valvola (bar)
d = densità relativa all’aria in condizioni normali
T = temperatura assoluta (K)
Kv= quantità di acqua in m3a 15°C che attraversa in 1 ora la valvola con pressione
differenziale di 1 bar
(Kvs: valore fornito dal costruttore, da confrontare
con Kv calcolato, per la scelta della tubazione)
82/108
Trasporto pneumatico: impianto sperimentaleLa valvola regolatrice di portata VRPA: dimensionamento
Determinato il Kv e scelta la
dimensione della valvola tramite il
Kvs, si ottengono anche tutte le altre
dimensioni della valvola dal
catalogo del fornitore individuato.
83/108
La valvola regolatrice di portata VRPA: dimensionamento
Trasporto pneumatico: impianto sperimentale
84/108
Trasporto pneumatico: impianto sperimentaleLa valvola regolatrice di portata VRPA: dimensionamento
Valvola regolatrice di pressione VRP
La valvola regolatrice di pressione VRP – caso #3 - regolava la propria
apertura al fine di mantenere costante la pressione a monte della valvola
di regolazione VR. E’ stata successivamente eliminata dall’impianto
sperimentale.
Modello Skillair REG 300 della Metal Works.
85/108
Trasporto pneumatico: impianto sperimentale
Valvola di intercettazione on-off EVAC
La valvola di intercettazione EVAC è una valvola
a sfera del tipo a 2 vie in ottone cromato DN50
dotata di attacchi filettati femmina da G2’’. La
valvola, attuata pneumaticamente, è una valvola
normalmente chiusa e presenta indicatore di
posizione. Dunque in caso di assenza di aria
compressa la valvola chiude ed intercetta la
linea.
Il flusso di aria compressa all’attuatore è
regolato da un’elettrovalvola prodotta da
Pneumax, modello 1/4’’ NAMUR 5 vie a due
posizioni monostabile attuata elettricamente
(bobina da 24 Vcc da 2W) del tipo normalmente
chiusa.
86/108
Trasporto pneumatico: impianto sperimentale
NC
AC
Valvola di intercettazione on-off EVAC
Occorre fare attenzione alla scelta dell’elettrovalvola.
In caso di assenza di alimentazione elettrica, infatti, la
valvola intercetterebbe il flusso di aria pneumatica
verso l’attuatore. Tuttavia, la linea dall’elettrovalvola
all’attuatore si manterrebbe piena di aria in pressione
non permettendo così la chiusura della valvola sulla
linea. Conseguentemente, l’elettrovalvola deve
permettere lo «spurgo» della linea per permetterne la
depressurizzazione:
Elettrovalvola eccitata:
Connessione 1 (alimentazione pneumatica) collegata
a connessione 4 (attuatore valvola)
Elettrovalvola diseccitata:
Connessione 4 (attuatore valvola) collegata a
connessione 5 per messa in scarico. Connessione 1
(alimentazione pneumatica) collegata a connessione 2
tappata per evitare la fuoriuscita di aria compressa.
87/108
Trasporto pneumatico: impianto sperimentale
NC
AC
Azionata
NC
AC
A riposo
Valvola di scarico della condensa EVSC
Per lo scarico della condensa dal serbatoio è
utilizzata un’elettrovalvola prodotta de Mecair modello
VNP 206 da 3/4’’ attuata elettricamente mediante
eccitazione di un solenoide del tipo normalmente
chiusa.
Si riportano di seguito le caratteristiche tecniche della
valvola:
Pressure range: [0.5 bar, 7.5bar]
Kv: 10
Range di temperatura operativa: [-20°C, 60°C]
Grado di protezione: IP65
Alimentazione elettrica: 24 Vcc, 12W
88/108
Trasporto pneumatico: impianto sperimentale
89
Filtro a maniche
Tramoggia di carico
Rotocella
Misura e regolazione della
portata in massa dell’aria
Zona 1
Zona 2
Analisi dei componenti principali
Trasporto pneumatico: impianto sperimentale
89/108
90
Portata ariaValvola a farfalla
a 2 posizioni e
attuatore pneumatico
Valvola deviatrice
a 2 posizioni e
attuatore pneumatico
Tramoggia
del filtro
a maniche
Trasporto pneumatico: impianto sperimentaleAnalisi dei componenti principali (Zona 1)
90/108
91
Sistema di caricamento della barbottina
Trasporto pneumatico: impianto sperimentale
91/108
.
.
Atomizzato
dalla tramoggia
di scarico
AC Atomizzato
+
AC
MSL: motore della rotovalvola
INMSL: inverter motore della rotovalvola
EFSL: rotovalvola
PFSL: controllo pressione aria di lavaggio rotovalvola
TTR: temperature tramoggia
MVTR: aspiratore tramoggia
EPSL: elettrovalvola pulizia filtro cartuccia (aria #1)Filtro aria #1
Ramo
trafilamento
92
Portata aria
Valvola stellare
Motore elettrico della
stellare
Analisi dei componenti principali (Zona 2)
Trasporto pneumatico: impianto sperimentale
92/108
Condotti
trafilamento
93
Caratteristiche principali Valore
Volume rotore [lt] 19
Diametro rotore [mm] 320
Velocità di rotazione [rpm] 18
Grado di riempimento 75%
Massima temperatura di esercizio [°C] 80
Pressione differenziale massima [bar] 4
Potenza nominale motoriduttore [kW] 1,1
Peso [kg] 445
Dimensioni principali [mm]867x500
x1.104
Analisi dei
componenti
principali:
dettagli tecnici
della stellare
Trasporto pneumatico: impianto sperimentale
93
https://www.youtube.com/watch?v=xom752iqFA8
94
Vista della stellare dal lato
dell’ingresso del materiale
Trasporto pneumatico: impianto sperimentale
Analisi dei componenti principali (Zona 2)
94/108
95
Sistema di caricamento della barbottina
Trasporto pneumatico: impianto sperimentale
95/108
.
.
Atomizzato
dalla tramoggia
di scarico
AC Atomizzato
+
AC
PFSL: controllo pressione aria di
lavaggio rotovalvola
Da impiegarsi nel caso di materiali
abrasivi (non per il trasporto di
barbottina), serve a tenere «pulita» la
cavità libera tra bocca di scarico e setti
rotanti. Se in questo spazio si
accumula del materiale abrasivo, il
rischio è il danneggiamento del setto,
delle guarnizioni e dei cuscinetti. Per
tenere il setto pulito si inietta aria in
leggera sovrapressione rispetto alla
pressione di trasporto.
Filtro aria #1
Ramo
trafilamento
96
Sistema di caricamento della barbottina
Trasporto pneumatico: impianto sperimentale
96/108
.
.
Atomizzato
dalla tramoggia
di scarico
AC Atomizzato
+
AC
Filtro aria #1
Ramo
trafilamento
020406080
100120140160
1,5 2 2,5
Traf
ilam
ento
[Nm
^3/h
]
Pressione di Trasporto [bar]
10 Hz 15 Hz
La valvola stellare è un elemento dell’impianto che non garantisce una perfetta tenuta,
dunque durante il suo funzionamento si ha una perdita di aria strutturale che deve essere
valutata per una corretta regolazione della portata di aria al trasporto. Infatti, la portata
richiesta al compressore dovrà essere pari a quella richiesta dal trasporto più quella persa
per trafilamento (che aumenta al crescere della pressione di trasporto).
Si preferisce «regolare» il transito di aria dalla stellare alla tramoggia con il «ramo di
trafilamento» rappresentato in figura per evitare la contropressione allo scarico della
tramoggia. L’aspiratore MVTR installato in tramoggia mantiene in leggera depressione la
tramoggia, altrimenti al momento del carico del materiale in tramoggia, lo stesso tenderebbe
ad essere ostacolato. L’aria aspirata dalla tramoggia viene filtrata ed espulsa. Il filtro subisce
cicli di pulizia automatica con aria compressa tramite l’elettrovalvola EPSL.
Il trafilamento è principalmente dovuto al gioco presente tra rotore e carcassa, ma anche per
via del reflusso di aria che si verifica tra i vani della stellare e la tramoggia. Il dato,
solitamente, non è fornito dal costruttore e va determinato sperimentalmente: in figura,
risultato del test condotto sull’impianto con portata al compressore di 600 Nm3/h e due
velocità di rotazione della stellare (10 e 15 Hz).
97
Sistema di caricamento della barbottina
Trasporto pneumatico: impianto sperimentale
97/108
.
.
Atomizzato
dalla tramoggia
di scarico
AC Atomizzato
+
AC
Filtro aria #1
Filtro aria #2
Il ricircolo poneva però dei problemi di
«qualità» del prodotto trasportato:
assieme all’aria venivano ricircolate in
tramoggia e successivamente trasportate
anche le particelle «sminuzzate» dalla
rotazione della rotovalvola e che
normalmente rimangono «incollate» alle
pareti.
Si è deciso, allora, di scaricare in
ambiente (previa filtrazione con filtro a
manica #2) l’aria trafilata attraverso la
rotovalvola.
98
Filtro aria #2
Filtro aria #1
Gestione fughe di aria da impianto a tramoggia di carico
Trasporto pneumatico: impianto sperimentale
98/108Filtro aria #2
Filtro aria #1
99
Il terminale del trasporto pneumatico
Trasporto pneumatico: impianto sperimentale
99/108
Atomizzato
+
AC
Atomizzato
Alla tramoggia di
carico
Uscita ariaCEB: Sistema automatico pulizia filtri a cartuccia
PDB: Pressione differenziale su filtri a cartuccia
TB: Temperatura nel filtro
EVB: Valvola controllo portata del solido scaricato dal
ciclone
EDB: Valvola 3-vie per ricircolo solido in tramoggia di
carico o scarico in big bag
JBB: celle di carico (per pesatura solido nel ciclone)
Supporto ad una corretta progettazione
Trasporto pneumatico: impianto sperimentale
100/108
Perdita di carico ∆p
Velocità del solido
Velocità dell’aria
∆p in curva
∆p in rettilineo
Supporto ad una corretta progettazione
Si confrontano i dati sperimentali con il risultato della simulazione…
Trasporto pneumatico: impianto sperimentale
101/108
Simulazione
Supporto ad una corretta progettazione
… e attraverso un processo iterativo si arriva a convergenza!
Trasporto pneumatico: impianto sperimentale
102/108
Prova di trasporto
nell’impianto di prova
Simulazione del
medesimo trasporto
con il TPSimWin
Confronto tra
risultato sperimentale
e simulazione
Valori di primo
tentativo
Ricalcolo dei tre
parametri mancanti
Il dimensionamento del compressore
non risente di un eccessivo
sovradimensionamento.
Agenda
Introduzione al trasporto multifase
103/108
Il trasporto pneumatico nell’industria ceramica
Impianto sperimentale trasporto pneumatico
Sistema di acquisizione dati e controllo
104
Elenco della strumentazione installata sull’impianto
- n°2 trasduttore di temperatura assoluta (TT1-TT2);
- n°1 trasduttore di pressione assoluta (PT1);
- n°1 misuratore di pressione differenziale (PT2) su n°1 orifizio tarato;
- n°1 bilancia a celle di carico estensimetriche sul filtro a maniche;
- n°10 termoresistenze PT100 distribuite lungo tutta la lunghezza della
rete (da TT3 a TT12);
- n°8 trasduttori di pressione differenziale da collegarsi alle n°29 prese di
pressione distribuite lungo tutta la lunghezza della rete (da PT3 a PT10).
Sistema di acquisizione dati e controllo
104/108
105
Misura portata volumetrica di aria
105/108
La misura della portata volumetrica è effettuata mediante orifizio
tarato con trasduttore di pressione differenziale PDZ. Lo strumento
è un Deltabar PMD235 prodotto da Endress Hauser.
• Range di pressione operativa: [-1000mbarg, 1000 mbarg]
• Pressione massima: 160 bar
• Accuratezza: 0,1% dello span per TD 10:1
• Riproducibilità: 0,1% dell’Upper Range Limit/anno
• T90: 100 ms
• Protocollo di comunicazione: Profibus PA
• Membrana: metallica (Alloy C276)
• Fluido di riempimento: Silicon oil
• Tensione di alimentazione: 9 – 32 Vcc
• Corrente di alimentazione: 10 mA ±1 mA
• Grado di protezione: IP65
Sistema di acquisizione dati e controllo
Diversi orifizi tarati a disposizione per
gestire la variabilità di portata tra test e test.
106
Misura pressione di pick-up
106/108
Il trasduttore di pressione PL (CERABAR modello PMP 731 prodotto da Endress
Hauser) consente la misura della pressione relativa rispetto a quella ambiente.
• Range di pressione operativa: [-1barg, 2,5 barg]
• Pressione massima: 10 bar
• Accuratezza: 0,1% dello span per TD 10:1
• Riproducibilità: 0,1% dell’Upper Range Limit/anno
• T90: 150 ms
• Protocollo di comunicazione: Profibus PA
• Membrana: metallica (Hastelloy)
• Fluido di riempimento: Silicon oil
• Tensione di alimentazione: 9 – 32 Vcc
• Corrente di alimentazione: 10 mA ±1 mA
• Grado di protezione: IP65
Sistema di acquisizione dati e controllo
107
Misura temperatura di pick-up
107/108
Il trasduttore di temperatura TZ per la misura della temperatura dell’aria compressa
utilizza come sensore una termoresistenza PT100. Per lo scopo è utilizzato un
trasmettitore TST11 prodotto da Endress Hauser.
• Termoresistenza Pt100
• Temperatura operativa: [-50 °C, 400 °C]
• Condizioni operative limite: 50 bar@20 °C, 1 bar@130 °C
• Accuratezza: classe B (±(0,30 + 0,0050 | t |)), 3 wires
• Tempo di risposta T50: 28 sec
• Tempo di risposta T90: 85 sec
• Materiale e diametro del pozzetto: AISI 316 Ti/W – 9 mm
• Lunghezza di immersione sonda: 100 mm
• Comunicazione: 4-20 mA
Sistema di acquisizione dati e controllo
108
Misura perdite di carico in linea con quadro multiplexer
108/108
Sistema di acquisizione dati e controllo
La misura della caduta di pressione fra due prese lungo la
linea è effettuata con trasduttore di pressione differenziale
tipo Deltabar PMD235 prodotto da Endress Hauser.
• Range di pressione operativa: [-1 barg, 1 barg]
• Pressione massima: 160 bar
• Accuratezza: 0,1% dello span per TD 10:1
• Riproducibilità: 0,1% dell’Upper Range Limit/anno
• T90: 100 ms
• Protocollo di comunicazione: Profibus PA
• Membrana: metallica (Alloy C276)
• Fluido di riempimento: Silicon oil
• Tensione di alimentazione: 9 – 32 Vcc
• Corrente di alimentazione: 10 mA ±1 mA
• Grado di protezione: IP65
109
109/108
DPZTrasduttore
pressione
differenziale
Nella figura è riportato un esempio di quadro
multiplexer costituito da:
• Un trasduttore di pressione differenziale: DPZ
• 4 prese per il segnale di pressione rilevato lungo il
circuito
• 8 elettrovalvole
• Circuiti per l’attuazione delle elettrovalvole
• Sistema di alimentazione
In particolare è possibile conoscere il ∆p tra la
presa 0 e la presa 1 semplicemente aprendo le
valvole V1 e V2, mantenendo tutte le altre chiuse.
Dopo aver chiuso V1 e V2, aprendo le valvole V3
e V4 è possibile misurare la caduta di pressione
tra la presa 1 e la presa 2.
Per ogni sequenza, la durata della misura è pari a
5s con rilevazioni ogni 0,1s.
Sebbene questo garantisse la disponibilità di oltre
50 dati per ciascuna sequenza, occorre
sottolineare che i primi 2s di misura sono scartati
in virtù di possibili transitori a seguito del
passaggio fra le prese e per considerare il tempo
di ritardo dello strumento. Per i restanti 3s si
calcolano i valori medi.
Sequenza Differenza di pressione Valvole aperte Valvole chiuse
1 Presa 0 – Presa 1 V1 e V2 V3, V4, V5, V6, V7, V8
2 Presa 1 – Presa 2 V3 e V4 V1, V2, V5, V6, V7, V8
3 Presa 2 e Presa 3 V5 e V6 V1, V2,V3, V4, V7, V8
4 Presa 3 e Presa 4 V7 e V8 V1, V2, V3, V4, V5, V6
Misura perdite di carico in linea con quadro multiplexer
Sistema di acquisizione dati e controllo
110
110/108
Misura temperatura in tramoggia
Sistema di acquisizione dati e controllo
Il trasduttore di temperatura per la misura della temperatura in tramoggia di carico
utilizza come sensore una termoresistenza PT100. Per lo scopo è utilizzato un
trasmettitore TST11 prodotto da Endress Hauser.
• Termoresistenza Pt100
• Temperatura operativa: [-50 °C, 400 °C]
• Condizioni operative limite: 50 bar@20 °C, 1 bar@130 °C
• Accuratezza: classe B (±(0,30 + 0,0050 | t |)), 3 wires
• Tempo di risposta T50: 28 sec
• Tempo di risposta T90: 85 sec
• Materiale e diametro del pozzetto: AISI 316 Ti/W – 9 mm
• Lunghezza di immersione sonda: 100 mm
• Comunicazione: 4-20 mA
111
111/108
Misura temperatura durante il trasporto
Sistema di acquisizione dati e controllo
I trasduttori di temperatura per la misura della temperatura in linea
utilizzano come sensori delle termoresistenze Pt100 a film sottile SA1-RTD
della One Omega Drive.
Il sensore è un film sottile di platino 2 x 2 x 0.8 mm e viene fornito con
configurazione a 3-4 fili isolati in PFA. Il sensore viene fornito con
superficie adesiva, oppure può essere incollato alla superficie oggetto della
misura.
• Termoresistenza Pt100 (IEC 60751)
• Temperatura operativa: [-73 °C, 260 °C]
• Accuratezza: classe A DIN (±0,06 Ω a 0°C)
• Auto-riscaldamento: 2.5 mW/°C
• Tempo di risposta T63: 0.9 sec immerso in acqua,
2 s su superficie calda
• Comunicazione: ???
112
112/108
Misura temperatura durante il trasporto
Sistema di acquisizione dati e controllo
Quanto significativa sia la temperatura superficiale della tubazione rispetto alla
temperatura di processo (i.e. all'interno della tubazione) dipende da tanti fattori. Quindi,
l’accuratezza della misura del sensore ha una influenza minima.
Sono importanti i seguenti parametri:
- Differenza di temperatura tra punto di misura e ambiente;
- Variazioni della temperatura ambiente;
- Materiale della tubazione;
- Isolamento termico del punto di misura.
E' significativa la calibrazione sulla superficie della tubazione eseguita con un sensore di
riferimento, sebbene si ottengano dei risultati più precisi smontando il sensore e
controllandolo in un bagno di calibrazione o nel calibratore a secco.
113
113/108
Misura temperatura durante il trasporto
Sistema di acquisizione dati e controllo
Per completare il sistema di misura della temperatura durante il
trasporto occorre integrare con ohmmetro (configurazioni
possibili a 2, 3 o 4 fili).
L’intervallo di misura va pre-impostato (in questo caso si collega
il dispositivo via USB ad un PC e si usa apposito software).
- Range funzionamento: 5-30 V DC;
- Uscita: 4-20 mA;
- Resistenza di carico RL: 1 kΩ @26 Vdc, 21 mA;
- Max errore di trasmissione: 0,1% sul campo di misura o 0,1°C;
- Tempo di campionamento: 100-300 ms;
- Tempo di risposta: t10 < 220 ms – t90 < 620 ms;
- Grado di protezione: IP20.
114
Il terminale del trasporto pneumatico
La misura di portata (variazione di peso)
114/108
La portata di atomizzato di barbottina trasportata è misurata mediante tre celle di carico a flessione
modello FTK 1000 prodotte da Laumas e installate sulla tramoggia di scarico del ciclone che si
riempie man mano che il trasporto procede (valvola EVB chiusa). Misurando la variazione di peso
contenuto all’interno della tramoggia di scarico nel tempo è possibile calcolare la portata di solido
che entra nel trasporto.
Sistema di acquisizione dati e controllo
115
Il sistema di acquisizione dati
Il sistema di acquisizione dati ed il controllo dell’impianto sono governati
da un PC di supervisione della Axiomtec, tramite un software sviluppato
in ambiente di programmazione Visual Basic 6.0.
La comunicazione fra PC e trasduttori di misura presenti nell’impianto
prevede sia la modalità analogica che digitale.
115/108
Strumenti Q.tà Digitale 4-20 mA
Pt100 1+1 X
Pt100 thin 10 X
Cerabar 1 X
Deltabar 9+1 X
Cella di carico 1 X
Sistema di acquisizione dati e controllo
116
Il sistema di acquisizione dati: comunicazione in digitale
La comunicazione in digitale avviene mediante protocollo di
comunicazione Profibus DP che mette in comunicazione i sensori con il
PC. Il bus di campo permette uno scambio ciclico di messaggi tra i
dispositivi di campo, detti Slaves (nel caso dell’impianto Deltabar e
Cerabar), e l’unità centrale di controllo, detta Master (il PC).
E’ presente anche una rete Profibus PA che mette in comunicazione il PC
con un PLC.
116/108
In figura un esempio di rete Profibus
PA collegata tramite segment coupler
con la rete di campo Profibus DP.
Sistema di acquisizione dati e controllo
117
Il sistema di acquisizione dati: comunicazione in analogico
Gli strumenti con uscita analogica si interfacciano con il PC grazie ad una
unità di acquisizione dati LabJack UE9, che riceve i segnali analogici in 4-
20 mA da ciascuno strumento, li converte in digitale e li comunica al PC
tramite connessione USB.
117/108
14 ingressi analogici (AIN0-AIN13)
2 uscite analogiche 0-5 V (DAC0 e DAC1)
8 canali digitali I/O flessibili (FIO)
6 FIO configurabili come timers
2 FIO configurabili come contatori
15 canali digitali I/O (3 MIO, 8 EIO, 4 CIO)
Uscita Ethernet e USB
Sistema di acquisizione dati e controllo
118
Il sistema di acquisizione dati
118/108
PROFIBUS DP
PR
OF
IBU
S P
A
SEGMENT
COUPLER
PLC
Sistema di acquisizione dati e controllo
119
Il sistema di acquisizione dati: il PLC
Il PLC presente all’interno dell’impianto di trasporto pneumatico è
costituito da vari componenti modulari che consentono di rispondere a
requisiti e applicazioni specifiche. In particolare, il WAGO 750-323 è
dotato di 20 schede Input-Output (I/O), 10 dedicate agli ingressi digitali
(DI) e altre 10 alle uscite digitali (DO), per un totale di 40 DI (= 10x4) e 40
DO (= 10x4).
119/108
• Numero massimo di nodi: 96
• Numero massimo di Input / Output: 6000
• Protocollo di comunicazione: Profibus
• Lunghezza massima del bus di campo: 100 – 1200 m in
funzione del baud rate (numero di dati trasmessi in un
secondo)
• Baud rate: 9,6 kBaud – 12MBaud
• Tensione di alimentazione: 24 Vcc
• Corrente di alimentazione: 85 mA (typ.), max. 500 mA
• Grado di protezione: IP 20
• Temperatura operativa: 0 – 55 °C
Sistema di acquisizione dati e controllo
120
Il sistema di acquisizione dati: il PLC
120/108
Digital Input
DI 1 Micro EV 1 QMP 1-4 DI 21 Operativo compressore
DI 2 Micro EV 1 QMP 5-8 DI 22 Segnale lavaggio filtro in corso
DI 3 Micro EV 2 QMP 1-4 DI 23 Operativo valvola stellare
DI 4 Micro EV 2 QMP 5-8 DI 24 Fault Inverter valvola stellare
DI 5 Micro EV 3 QMP 1-4 DI 25Segnale dispositivo di emergenza
OK
DI 6 Micro EV 3 QMP 5-8 DI 26 libero
DI 7 Micro EV 4 QMP 1-4 DI 27 Presenza 24 V DC
DI 8 Micro EV 4 QMP 5-8 DI 28 Scattato termico compressore
DI 9 Micro EV 5 QMP 1-4 DI 29 Micro ED2L in linea
DI 10 Micro EV 5 QMP 5-8 DI 30 Micro ED2L in deviata
DI 11 Micro EV 6 QMP 1-4 DI 31 Micro EDB in linea
DI 12 Micro EV 6 QMP 5-8 DI 32 Micro EDB in deviata
DI 13 Micro EV 7 QMP 1-4 DI 33 Micro EDL in linea
DI 14 Micro EV 7 QMP 5-8 DI 34 Micro EDL in deviata
DI 15 Micro EV 8 QMP 1-4 DI 35 Micro EFSL
DI 16 Micro EV 8 QMP 5-8 DI 36 Micro EPSL
DI 17Micro EV E QMP 1-
4DI 37 Micro EVAC
DI 18Micro EV E QMP 5-
8DI 38 libero
DI 19Micro EV C QMP 1-
4DI 39 Micro EVB
DI 20Micro EV C QMP 5-
8DI 40 libero
Digital Output
DO 1 Comando EV 1 QMP 1-4 DO 21 Comando compressore
DO 2 Comando EV 1 QMP 5-8 DO 22 Comando lavaggio filtro
DO 3 Comando EV 2 QMP 1-4 DO 23 Start Inverter valvola stellare
DO 4 Comando EV 2 QMP 5-8 DO 24 Lampada impianto in allarme
DO 5 Comando EV 3 QMP 1-4 DO 25 libero
DO 6 Comando EV 3 QMP 5-8 DO 26 libero
DO 7 Comando EV 4 QMP 1-4 DO 27 libero
DO 8 Comando EV 4 QMP 5-8 DO 28 libero
DO 9 Comando EV 5 QMP 1-4 DO 29 Comando ED2L in linea
DO 10 Comando EV 5 QMP 5-8 DO 30 Comando ED2L in deviata
DO 11 Comando EV 6 QMP 1-4 DO 31 Comando EDB in linea
DO 12 Comando EV 6 QMP 5-8 DO 32 Comando EDB in deviata
DO 13 Comando EV 7 QMP 1-4 DO 33 Comando EDL in linea
DO 14 Comando EV 7 QMP 5-8 DO 34 Comando EDL in deviata
DO 15 Comando EV 8 QMP 1-4 DO 35 Comando EFSL
DO 16 Comando EV 8 QMP 5-8 DO 36 Comando EPSL
DO 17 Comando EV E QMP 1-4 DO 37 Comando EVAC
DO 18 Comando EV E QMP 5-8 DO 38 Comando EVB
DO 19 Comando EV C QMP 1-4 DO 39 libero
DO 20 Comando EV C QMP 5-8 DO 40 libero
Sistema di acquisizione dati e controllo
121
Il quadro di alimentazione elettrica
121/108
La sezione di alimentazione
elettrica del quadro e di tutta
la componentistica avviene
mediante 6 diramazioni
parallele.
Sistema di acquisizione dati e controllo
122
Il quadro di alimentazione elettrica
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Alimentazione ausiliari in 24 V cc: per la trasformazione da 230 V ac a 24 V cc viene
utilizzato un alimentatore monofase. In particolare, si noti che la parte a 230 V ac è
posta a terra ed a protezione dello stesso sono presenti a monte due fusibili.
Sistema di acquisizione dati e controllo
123
Il quadro di alimentazione elettrica
123/108
L’alimentazione di ciascun ausiliario a 24 V cc avviene mediante stacco parallelo. A
protezione della linea su ogni stacco è previsto un fusibile che interviene nel caso di
presenza di guasti a valle. Il fusibile, ovviamente, è dimensionato sulla base della
componentistica presente e dunque delle correnti attese al fine di garantire un intervento
tempestivo.
Sistema di acquisizione dati e controllo
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Il quadro di alimentazione elettrica
124/108
Sistema di acquisizione dati e controllo
Schematizzazione
ALIMENTAZIONE
AI MODULI
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125/108
Il quadro di alimentazione elettrica
Sistema di acquisizione dati e controllo
Il «segment coupler» consente
l’utilizzo combinato di reti
DP/PA ed è impiegabile per
l’alimentazione dei bus di
campo.
Schematizzazione
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Il quadro di alimentazione elettrica
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Alimentazione PLC
20 MODULI:
DA 11A1 A 11A10 = INPUT
DA 11A11 A 11A20 = OUTPUT
INTERFACCIA
FIELDBUS
Sistema di acquisizione dati e controllo
127
127/108
Il quadro di alimentazione elettrica
INTERFACCIA
FIELDBUS 20 MODULI:
DA 11A1 A 11A10 = INPUT
DA 11A11 A 11A20 = OUTPUT
Suddivisione dei moduli del PLC
Sistema di acquisizione dati e controllo
128
128/108
Il quadro di alimentazione elettrica
Moduli ingressi digitali:
11A1: Ingresso digitale elettrovalvole EV1 e
EV2 all’interno dei multiplexer 1-8
11A2: Ingresso digitale elettrovalvole EV3 e
EV4 all’interno dei multiplexer 1-8
11A3: Ingresso digitale elettrovalvole EV5 e
EV6 all’interno dei multiplexer 1-8
11A4: Ingresso digitale elettrovalvole EV7 e
EV8 all’interno dei multiplexer 1-8
11A5: Ingresso digitale elettrovalvole EVE e
EVC
11A6: Ingresso digitale per i seguenti segnali: i) compressore Robuschi in marcia, ii) motore valvola stellare operativo, iii) segnale a
quadro lavaggio filtro, iv) guasto motore valvola stellare
11A7: Ingresso digitale per i seguenti segnali: i) segnale emergenze ok, ii) presenza tensione a 24 Vcc, iii) scattato termico
compressore Robuschi, iv) spare (scorta)
11A15: Ingresso digitale per i seguenti segnali: i) posizione ED2L verso linea, ii) posizione EDB verso linea, iii) posizione ED2L
deviata, iv) posizione EDB deviata
11A16: Ingresso digitale per i seguenti segnali: i) posizione micro EDL verso linea, ii) stato EFSL operativo, iii) posizione micro EDL
deviata, iv) stato EPSL operativo
11A17: Ingresso digitale per i seguenti segnali: i) stato EVAC operativo, ii) stato EVB operativo, iii) spare, iv) spare.
TOT 10 INPUT DIGITALI = 40 Input di cui 3 spare (liberi)
Sistema di acquisizione dati e controllo
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129/108
Il quadro di alimentazione elettrica
TOT 10 OUTPUT DIGITALI = 40 Output di cui 6 spare (liberi)
Moduli uscite digitali:
11A8: Output digitale elettrovalvole EV1 e
EV2 all’interno dei multiplexer 1-8
11A9: Output digitale elettrovalvole EV3 e
EV4 all’interno dei multiplexer 1-8
11A10: Output digitale elettrovalvole EV5
e EV6 all’interno dei multiplexer 1-8
11A11: Output digitale elettrovalvole EV7
e EV8 all’interno dei multiplexer 1-8
11A12: Output digitale elettrovalvole EVE
e EVC
11A13: Output digitale per i seguenti comandi: i) start a compressore Robuschi, ii) start inverter valvola stellare, iii) allarme impianti,
iv) comando centralina lavaggio filtri
11A14: Quattro output digitali spare (scorta)
11A18: Output digitale per i seguenti comandi: i) comando ED2L (posizione) verso linea, ii) comando EDB verso linea, iii) comando
EDB deviata, iv) comando ED2L deviata
11A19: Output digitale per i seguenti comandi: i) comando EDL verso linea, ii) comando EFSL, iii) comando EPSL, iv) comando EDL
deviata
11A20: Output digitale per i seguenti comandi: i) comando EVAC, ii) comando EVB, iii) spare, iv) spare
Sistema di acquisizione dati e controllo
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Il quadro di alimentazione elettrica
130/108
Alimentazione servizi quadro: a protezione è posto un interruttore magnetotermico
differenziale (Id = 30 mA). Inoltre, alla chiusura dell’interruttore 2HL1, la lampada si
accende evidenziando la presenza di tensione.
Sistema di acquisizione dati e controllo
MAGNETOTERMICO DIFFERENZIALE
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Il quadro di alimentazione elettrica
131/108
Alimentazione strumentazione a 230 V ac.
Alimentazione quadro misure a 230 V ac.
Alimentazione paranco a 230 V ac.
Sistema di acquisizione dati e controllo
MAGNETOTERMICO DIFFERENZIALE
132
Il quadro di alimentazione elettrica
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Alimentazione motore valvola stellare: l’alimentazione del motore delle valvola stellare
avviene a seguito della chiusura dei due interruttori 8 KM1 e 8 KM2 comandati dai
rispettivi relè.
Sistema di acquisizione dati e controllo
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Il quadro di alimentazione elettrica: controllo elettrovalvole
del quadro multiplexer
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24 Vcc 24 Vcc
24 Vcc 24 Vcc
Ad esempio, attraverso i moduli di output
digitale (OD) 11A8 – 11A12 è possibile
fornire il comando per l’attuazione delle
elettrovalvole. Tali moduli, permettendo
l’eccitazione di relè sul circuito, garantiscono
l’attuazione di specifiche azioni.
Si consideri, ad esempio, il modulo 11A8
riportato a fianco. Come si vede, attraverso
specifico comando è possibile alimentare i
relè 18KA1, 18KA2, 18KA3 e 18KA4.
L’eccitazione dei relè implica la modifica
della posizione dei contatti dalla posizione
normale permettendo:
• Eccitazione elettrovalvole (e dunque
termine della condizione normale
apertura delle elettrovalvole comandate);
• Segnale di intervento alla scheda di input
digitale 11A1. Per ogni scheda di output è
presente una scheda di input
corrispondente.
Ad altri DO
Sistema di acquisizione dati e controllo
134
Il quadro di alimentazione elettrica: controllo elettrovalvole
del quadro multiplexer
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Sigla:
EVX-Y = Elettrovalvola Y
nel multiplexer X
Sistema di acquisizione dati e controllo
135
135/108
Ad altri DI
I segnali di input corrispondenti
all’azionamento delle elettrovalvole
vengono acquisiti nella scheda di
input digitale 11A1.
Quando i relè si eccitano si ha la
chiusura dei corrispondenti contatti
che lasciano quindi passare il
segnale al modulo di input. Questo
permette al PLC di avere un segnale
di «ritorno» sull’avvenuta azione e
stato delle elettrovalvole.
Il quadro di alimentazione elettrica: controllo elettrovalvole
del quadro multiplexer
Sistema di acquisizione dati e controllo
136
Software supervisione
All’avviamento del software di supervisione si apre la finestra di
interfaccia principale. Si tratta di una finestra permanente che consente
l’accesso a tutte le funzioni di cui l’applicazione dispone, permettendo di
intervenire su:
Settaggi di riferimento
Controllo
Monitoraggio
Funzioni ausiliarie
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Sistema di acquisizione dati e controllo
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Software supervisione
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Sez. Attuatori
Sez. Lettura Strumenti
Barra menù
Barra funzioni ausiliarie
Sistema di acquisizione dati e controllo
Acquisizione letture perdite di carico con rete Profibus
I parametri di acquisizione sono definibili nell’apposita interfaccia ausiliaria. Il
sistema genera un file di testo salvato all’interno di un cartella di destinazione
predefinita.
All’interno di questo file vengono riportati quattro blocchi di acquisizione,
ciascuno dei quali è temporalmente shiftato in avanti rispetto a quello
precedente di in un tempo pari al tempo di ciclo più 5 secondi. Questo in
quanto ogni quadro multiplexer (abbiamo 8 quadri e 32 misure di pressione
differenziale) rimane su una coppia di prese di pressione per tutto il tempo di
ciclo, poi passa alla coppia successiva lasciando intercorrere un tempo di
riposo, necessario a smorzare le eventuali oscillazioni di pressione sul sensore
durante lo switch.
È importare iniziare le misurazioni quando l’impianto ha raggiunto una
condizione di funzionamento stabile: in questo modo il fatto che misure
provenienti da prese di pressione poste consecutivamente nella condotta siano
ottenute in momenti diversi non penalizza eccessivamente la coerenza dei dati
acquisiti.
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Sistema di acquisizione dati e controllo
Acquisizione letture perdite di carico con rete Profibus
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Sistema di acquisizione dati e controllo
Regolazione trasporto in fase densa
Il solido granulare viene introdotto
all’interno della tubazione di trasporto in
seguito alla rotazione della valvola stellare,
si accumula e addensa al di sotto di essa
ed ostacola sempre più il passaggio
dell’aria.
Contestualmente, la pressione a monte
della stellare inizia a salire fino a quando
non è sufficientemente elevata da riuscire
a muovere il tappo compatto di materiale
solido che nel frattempo si è creato (attrito
statico).
Una volta che il tappo è partito la
pressione diminuisce in maniera repentina
(passaggio ad attrito dinamico).
Trasporto pneumatico: impianto sperimentale
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Regolazione trasporto in fase densa
Come visto in precedenza, nel caso di trasporti in fase sul circuito di prova
densa la regolazione della portata di aria viene demandata al compressore a
lobi.
La valvola VRA viene «regolata» a punto fisso, in maniera tale avere una
determinata portata di aria a tubo vuoto (attenzione! Ricordarsi dei trafilamenti
nella stellare nella taratura della VRA): preliminarmente al trasporto viene
effettuata questa taratura in maniera tale da fissare un limite superiore alla
portata di aria di trasporto.
Trasporto pneumatico: impianto sperimentale
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Regolazione trasporto in fase densa
Durante il trasporto in fase densa la pressione in linea varia continuamente (si
veda in figura l’andamento rilevato durante una prova di trasporto).
Quando la pressione sale, il compressore riduce la portata (lavora a DeltaP
costante!), quanto la pressione scende, aumenta la portata.
Trasporto pneumatico: impianto sperimentale
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Regolazione trasporto in fase densa
Come regolo la portata di solido durante il trasporto?
Nel software di supervisione è presente un’interfaccia ausiliaria dedicata alla
regolazione della velocità di rotazione della valvola stellare, gestita mediante
inverter.
Esistono tre modalità di regolazione della valvola stellare:
- controllo ON/OFF,
- derivativo, e
- proporzionale-derivativo.
Tutte e tre le modalità di regolazione si basano sulla regolazione della
pressione di trasporto attraverso la misura di pressione dell’aria PL letta dal
Cerabar installato a monte della valvolare stellare.
Trasporto pneumatico: impianto sperimentale
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Regolazione trasporto in fase densa
Ad ogni modo, qualunque sia la regolazione adottata, il sistema di controllo
prevede due condizioni critiche:
1. “Pressione di blocco stellare”: il sistema di controllo ferma la valvola stellare
(comando OFF) se la pressione dell’aria supera un valore massimo impostato
(ad esempio, 1500 mbar).
2. “Pressione di blocco impianto”: se la pressione dovesse continuare a salire,
anche a stellare ferma, e superare anche il valore di soglia successivo (ad
esempio, 2200 mbar), viene chiusa anche la valvola di sicurezza EVAC,
interrompendo il passaggio di aria compressa verso il circuito di trasporto.
Trasporto pneumatico: impianto sperimentale
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Regolazione trasporto in fase densa
Trasporto pneumatico: impianto sperimentale
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Regolazione trasporto in fase densa
Trasporto pneumatico: impianto sperimentale
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Come mostrato nello script, per ogni modalità di regolazione è stata creata un’apposita
funzione, che esegue ciclicamente i propri controlli nel momento in cui viene attivata dal
menù del sistema di supervisione