Upload
felipe-vergara
View
236
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
7/26/2019 Control de Lectura 1 (Solo Las 10 Primera Pginas)
1/38
36
6. TRANSPORTE NEUMTICO DE SLIDOS
Se denomina bajo este trmino es transporte de slidos mediante gas, cuando el gas es aire. Latecnologa del transporte neumtico se ha desarrollado ms por la experimentacin prctica de
sistemas en aplicacin que por desarrollo cientfico.
Los sistemas de transporte de material particulado se clasifican de acuerdo a la forma del flujo:
6.1. Flujo en fase diluida
Si el material puede ser arrastrado mezclndolo con el gas directamente, donde los slidos se
mueven en suspensin, generalmente por el centro del ducto, entonces el transporte sedesarrollar en un estado denominado flujo en fase diluida.
Este tipo de flujo se caracteriza por mantener en suspensin las partculas del material slido
durante el transporte. En este tipo de rgimen de flujo, las fuerzas dinmicas que actan sobre la
partcula de material, como por ejemplo las fuerzas de arrastre, gravitatorias y las de interaccinentre partculas.
6.2. Fase densa
Si se aumenta la carga de material o la cantidad de slidos a transportar, llegaremos a un
transporte mediante cpsulas o tapones el que se denomina flujo en fase densa.
Esta forma de transporte es tambin denominada de flujo tapn, donde el material se mueve
como un lingote compacto impulsado por la alta presin del gas que acta sobre l. La velocidad,en este caso baja, de la corriente transportada hace que los sistemas de fase densa sean adecuados
para transportar materiales con elevado ndice de abrasividad.
7/26/2019 Control de Lectura 1 (Solo Las 10 Primera Pginas)
2/38
37
Tabla 6.1. Tipos de transporte neumtico
7/26/2019 Control de Lectura 1 (Solo Las 10 Primera Pginas)
3/38
38
6.3. SISTEMAS DE TRANSPORTE EN FASE DILUIDA
Se distinguen en sistemas de transporte que trabajan con presin de vaco o succin y sistemaspresurizados positivamente. En ambos, el transporte se realiza de tal forma que el flujo de gas es
lo suficientemente alto con relacin al flujo de slidos, de tal forma que los slidos permanecen
suspendidos en la corriente de gas, en un estado uniforme, concentrndose en el centro del ducto
de transporte.
Debido a las limitaciones de presin del sistema las lneas de transporte deben ser en lo posible
rectas y las curvas no deben localizarse una cerca de otra.
Cuando los requerimientos son para distancias largas y grandes capacidades, pueden considerarse
sistemas combinados tales como vaco presurizado, tambin llamados pull push, basando su
diseo en que el sistema por vaco sea lo ms corto posible.
7/26/2019 Control de Lectura 1 (Solo Las 10 Primera Pginas)
4/38
39
En el diseo de estos sistemas es importante considerar la menor cantidad de curvas posibles. Es
preferible instalar lneas de transporte rectas manteniendo el nmero de curvas al mnimo. El
impacto de las partculas sobre la pared interna de la curva, origina un desgaste prematuro de
ellas por accin abrasiva. Normalmente se ocupan curvas revestidas interiormente, lo cualdisminuye el desgaste, tambin superficies intercambiables y ltimamente se ha diseado codos
de forma circular de manera que el material choca sobre una capa de material slido donde es
reducida la friccin y el desgaste.
La fase diluida se caracteriza por velocidades relativamente altas y bajas razones de carga de
masa. El flujo es cuasi estacionario y la cada depresin por unidad de lago es baja.
6.3.1. Sistemas de transporte por vaco
El sistema de vaco, emplea un soplador de desplazamiento positivo para generar el vaco en lalnea. Se usan sopladores de desplazamiento positivo debido a que entregan un caudal constante.
Normalmente incluyen un filtro de aire y silenciadores de entrada y descarga debido a los altos
niveles de ruido que producen durante la operacin.
Debe existir un mecanismo adecuado de entrada del material slido, por ejemplo una tolva, un
alimentador de tornillo, un sistema gravitacional fluidizado, etc., y una estacin de recepcin en
la cual las partculas transportadas son separadas o distribuidas al almacenamiento o el proceso.
La estacin de recepcin debe tener un sistema de coleccin de polvo del tipo cerrado, separado ointegral, para prevenir que pasen partculas finas hacia el soplador. Los sistemas de vaco son
particularmente aptos donde los materiales deben ser transportados desde puntos dispersos areas de almacenamiento centralizados, tales como: descarga de carros ferroviarios, barcos, y
otros tipos de transporte a granel.
6.3.2. Sistema presurizado
El sistema de transporte presurizado ocupa un soplador de desplazamiento positivo o un sopladorcentrfugo en la lnea de transporte. El material se inyecta en la corriente de gas a travs de un
alimentador, como una compuerta o vlvula de cuchillo, o un alimentador rotatorio de esclusas y
luego soplado por la trayectoria de transporte preestablecida, hacia el silo de almacenamiento otolva de proceso. El polvo que se genera en la tolva de almacenamiento, puede absorberse por uncolector de polvo (cicln) y luego ser devuelto a las lneas de transporte o desecharse.
Los sistemas presurizados son particularmente tiles para transportar materiales que tienen que
moverse desde un punto de entrada centralizado a destinos mltiples o puntos diversos.
7/26/2019 Control de Lectura 1 (Solo Las 10 Primera Pginas)
5/38
40
6.3.3. Sistema mixto vaco presurizado
El sistema mixto de transporte emplea ambos sistemas de transporte sealados anteriormente, uncircuito de vaco y otro presurizado.
En su primera etapa se trata de separar las partculas finas de las gruesas y en la segunda, estasson transportadas a puntos mltiples del proceso.
La parte de vaco del sistema mixto se usa generalmente para descargar o traspasar materialalmacenado. Las partculas son conducidas a la estacin de recepcin desde donde son
descargadas en la parte presurizada del sistema. Desde aqu, pueden ser distribuidas a los silos de
almacenamiento mltiples o sencillos.
Estos sistemas mixtos se ocupan comnmente donde el material tiene que ser tomado de puntosmltiples y distribuidos luego a almacenamientos mltiples o tolvas de proceso.
6.4. SISTEMAS DE TRANSPORTE EN FASE DENSA
En el transporte en fase densa, el material slido se mueve como una masa compacta. El sistema
consta de un estanque presurizado a una alta presin de gas que permitir impulsar el material. En
estos sistemas de estanque presurizado se pueden transportar una gran variedad de materiales yasea triturados o granulares, los cuales no se fluidizan fcilmente, como tambin aquellos
materiales que son secos y pulverizados.
Debido a la baja velocidad de transporte, estos sistemas resultan verdaderamente adecuados paratransportar materiales con elevado ndice de abrasividad.
La presin del gas requerida para desplazar un tapn compacto es aproximadamente proporcionalal cuadrado de la longitud del tapn. En la prctica, solo pueden transportarse masas en forma de
lingotes cortos.
El principio de funcionamiento consiste en colocar el material en serie de tapones cortos los
cuales son impulsados mediante pulsaciones de gas comprimido inyectados a la lnea de
transporte. Muchas pulsaciones con pequeos volmenes de gas producen velocidades dealrededor de los 6 m/s.
Estos sistemas fueron diseados especficamente para materiales cohesivos, pero tambin pueden
transportar otros materiales a distancias hasta de 200 m. La carga de slidos (razn de flujo
slidos a gas) tiene una aplicabilidad en este sistema en un rango de 25 a 200.
Para producir una continuidad en el sistema de transporte con el propsito de obtener un flujo de
tapones continuos se utilizan estanques presurizados en paralelo de tal forma de alternarlos. Para
tal propsito los estanques tienen vlvulas reguladoras de presin, vlvulas direccionales y de
control.
7/26/2019 Control de Lectura 1 (Solo Las 10 Primera Pginas)
6/38
41
El transporte se caracteriza por bajas velocidades y altas razones de carga de masa, relacionadas
con altas cadas de presin. La fase densa comienza con un flujo algo cuasi no estacionario, y
luego, cundo se reduce la velocidad del gas entra hacia una zona de flujo estacionario.
6.5. SISTEMA DE TRANSPORTE GRAVITACIONAL FLUIDIZADO
El diseo del sistema de transporte gravitacional fluidizado se basa en el principio de
fluidizacin, reduciendo ste el ngulo para fluir. Cuando se introduce gas al material que puedeser fluidizado, este tiende a fluir algo similar a un lquido, de tal manera que es posible moverlo
casi horizontalmente. A modo de ejemplo, si un material slido dado tiene un ngulo de reposo
de 47, no fluir en un ducto hasta alcanzar este ngulo de 52. Sin embargo, si este mismomaterial se fluidiza, el ngulo de reposo del slido fluidizado puede ser tan bajo como del orden
de 4 o 5. Es por eso que pueden ser transportados con una pendiente estimada de 5 a 6.
Generalmente, este sistema consiste bsicamente en un compartimiento inferior y otro superior,
los cuales forman el ducto de transporte, separado por un medio poroso especial. El material seco
fluye por el compartimiento inferior y fluye hacia arriba a travs de este medio poroso. El
suministro constante de gas mantiene al material en un estado semiliquido. Luego, eltransportador se instala en una pendiente suave para permitir que la gravedad empuje el material
y permite el flujo. Debido a que el material literalmente fluye sobre este cojn de gas, el efecto
abrasivo en contra de este medio poroso y paredes del transportador son insignificante.
Este sistema puede ser usado para mover productos secos y pulverizados en grandes cantidades y
virtualmente cualquier distancia de transporte.
Dentro de las ventajas que este sistema ofrece est su operacin econmica. Los requerimientosenergticos son mnimos debido a que slo se requiere un pequeo volumen de aire a baja
presin para mover el material. Dependiendo de su aplicacin los rangos de presin requeridos
varan entre 0,5 a 5,0 psig. El sistema no requiere consideraciones de lubricacin y elmantenimiento es muy bajo debido a que prcticamente no hay partes mviles.
En instalaciones existentes el sistema ha comprobado una capacidad de transporte de 1500 m3/h
y distancias de hasta 1,6 km de largo.
7/26/2019 Control de Lectura 1 (Solo Las 10 Primera Pginas)
7/38
42
7. PROPIEDADES MECNICAS DEL MATERIAL SLIDO
En la ingeniera de diseo, la modelacin matemtica esta basada en propiedades fundamentalesde los materiales que intervienen.
En diseo de sistemas de transporte de materiales particulados es de la mayor importanciaconocer las propiedades particulares del material a transportar.
Cada material tiene un comportamiento muy particular, por lo cual no es apropiado utilizarsemejanzas con materiales de composicin parecida.
En rigor, el clculo matemtico se deber efectuar para cada partcula o definir una fraccin detamao determinado, y desarrollar clculos segn cuantos tamaos o fracciones de tamaos
existan. Se utiliza la matemtica estadstica para encontrar un tamao promedio y efectuar enconsecuencia un solo anlisis.
7.1. DENSIDAD ABSOLUTA
Es aquella determinada a partir de una medicin del volumen ocupado por una masa de slidos
compactada, de tal forma de obtener la menor cantidad de intersticios posibles entre las
partculas. En trminos absolutos correspondera a la masa de la partcula dividida por suvolumen.
comp
c
comp
absV
m
Vg
W=
=
7.2. DENSIDAD RELATIVA O DENSIDAD A GRANEL
Determinada a partir de la medicin de volumen ocupado por la misma masa de la densidad
absoluta, pero el slido se encuentra a granel, esto es, sin compactar, es llamada tambin
densidad a granel.
rel
c
rel
relV
m
Vg
W=
=
7/26/2019 Control de Lectura 1 (Solo Las 10 Primera Pginas)
8/38
43
7.3. POROSIDAD DEL MATERIAL
Es la medida de los vacos del material slido, representa la cantidad de intersticios en una masa
slida. Se define como:
mezclaladetalVolumen to
(vacos)gasdehuecosdeVolumen=
A partir de esta definicin se desprende finalmente que:
relabs
abs
rel
>= ;1
Esta ecuacin tiene gran utilidad prctica, solo con la consideracin de homogeneidad en tamao.
7.4. ANALISIS GRANULOMTRICO
El tamao de la partcula puede ser medido de muchas formas. Para partculas grandes, condimetro de partculas mayores de 5 mm, este se puede medir mediante calibres como son el pie
de metro o tornillo micromtrico. Para partculas menores de 0,04 mm de dimetro existen
mtodos indirectos. El mas usado es el de las mallas o tamices. Existen set de mallas estndaresque son tiles para este propsito. Estas mallas se clasifican de acuerdo al nmero de Mesh.
7/26/2019 Control de Lectura 1 (Solo Las 10 Primera Pginas)
9/38
44
Tabla 7.1. Dimensiones de abertura de mallas estndares.
Nmero de Mesh Tamao de partcula(mm)
Abertura de malla(m)
3
45
6
78
9
1012
1416
2024
28
32
35
4248
60
65
80100115
150
170
200250
270
325
400
6,70
4,754,00
3,35
2,802,36
2,00
1,701,40
1,181,00
0,8500,710
0,600
0,500
0,425
0,3550,300
0,250
0,212
0,1800,1500,125
0,106
0,090
0,0750,063
0,053
0,045
0,038
6,700
4,7504,000
3,350
2,8002,360
2,000
1,7001,400
1,1801,000
850
710600
500
425
355300
250
212
180150125
106
90
7563
53
45
38
7/26/2019 Control de Lectura 1 (Solo Las 10 Primera Pginas)
10/38
45
8. SISTEMAS DE TRANSPORTE HIDRAULICO Y NEUMTICO DE SOLIDOS ENTUBERAS
En la tecnologa del transporte, el traslado en caeras parece aumentar el inters basndose en
ciertas desventajas inherentes a los principios de mecnica de fluidos. Este hecho se demuestra
por un lado por el rpido incremento en nmero de plantas transportadoras neumticas ehidrulicas y por el otro lado tambin por el creciente nmero de largos tendidos de caeras
atravesando el terreno.
Aparentemente, las ventajas inherentes a las plantas de transporte que usa mecnica de fluido an
son desbalanceadas como un todo, lo que resulta en una economa de transporte o sistemas de
produccin de las cuales son parte.
Tabla 8.1. Ventajas y desventajas del transporte neumtico e hidrulico
Ventajas Desventajas
simplicidad Consumo de energa relativamente alto
adaptabilidad desgaste por uso
se requiere poco espacio desgaste, agotamiento, degradacinfcil seleccin de ruta peligro de bloqueo de caeras
fcil hacer derivaciones (ramificaciones) relativamente poca flexibilidad
fcil de controlar son restringidos los slidos adecuados para eltransporte
se puede automatizar eventualmente dificultades para el
tratamiento de los slidos antes del transportealto grado de disponibilidad eventualmente dificultad para el desaguado
seguridad para el medioambiente eventualmente dificultad para la separacin
del polvobaja velocidad de inflacin
bajos costos de mantencin
se puede integrar en los procesos, mejorando
muchas veces la economa del proceso
No hay forma en que uno no pueda determinar que los sistemas de transporte usando caeras
generalmente sern ms ventajosos que otros sistemas. Depende de casos especiales y sus
condiciones de entorno, y se puede chequear slo por el clculo de la factibilidad global. Amenudo es difcil encontrar una base comn para comparar sistemas de transporte competitivos.
Ms difcil es obtener datos. No obstante, hay ciertos lmites que se deben tener en cuenta, para
este tipo de transporte dados por ciertos hechos fsicos.
7/26/2019 Control de Lectura 1 (Solo Las 10 Primera Pginas)
11/38
46
8.1. FUNDAMENTOS DE TRANSPORTE Y SUS VARIACIONES
El transporte de slidos mediante mecnica de fluidos significa llevar y transportar slidos
usando las fuerzas de un medio de transporte fluido (carrier). Estas fuerzas son la resistencia al
arrastre y la presin. El medio de transporte (carrier), puede ser un gas o un lquido.Generalmente uno puede diferenciar entre transporte neumtico e hidrulico debido a que las
caractersticas de estos carriers fluidos son totalmente diferentes.
La resistencia al arrastre de una partcula slida Wen un fluido es proporcional a la densidad delfluido f, el rea transversal de la partcula slida y al cuadrado de la velocidad relativa de flujo,o sea la diferencia entre la velocidad del fluido y la velocidad del slido (vf- vs). El coeficiente dearrastre cwes un factor de proporcionalidad y es una funcin del N Reynolds.
4)(
2)(Re
2
2 s
sf
f
sw
dvvcW
= (1)
El coeficiente de arrastre se puede obtener como una buena aproximacin en la forma siguiente:
40.0Re
4
Re
24++=
ss
cw (2)
8.1.1. Transporte Hidrulico en caeras
Cuando se usa un lquido como carrier, el fundamento basado en la mecnica de fluidos se puede
usar en una forma relativamente ventajosa. Ya que la densidad de estos lquidos est en el rango
de 1000 kg/m3, los slidos a transportar presentarn una flotabilidad (flotabilidad) de f/s 100%
- siendo esta cantidad cercana a 40% en el caso de arena en agua. Los slidos suspendidos
incrementan su flotabilidad an ms, considerando f/s 100% como una mezcla de densidadpromedio m. Debido a esta flotabilidad y a la magnitud de la densidad del fluido, un lquidopuede lograr las fuerzas de flujo remanentes requeridas a velocidades de flujo relativamente
pequeas. La energa suministrada para el transporte hidrulico puede ser pequea comparada al
transporte neumtico. Paralelamente a esto, el lquido es prcticamente incompresible y debido aesto se pueden tener transportadores de gran longitud. De esta forma el transporte hidrulico
puede ser muy econmico para partculas muy finas bajo ciertas condiciones.
8.1.2. Transporte neumtico
Cuando se usa gas como medio de transporte los fundamentos de transporte basado en lamecnica de fluidos, se ven muy afectados por la baja densidad en el rango de 1 kg/m
3. La
7/26/2019 Control de Lectura 1 (Solo Las 10 Primera Pginas)
12/38
47
flotacin de las partculas (boyantes) es ms o menos inexistente. Estas diferencias pueden ser
equilibradas solamente al incrementar las velocidades para obtener la fuerza de arrastre requerida.
El suministro de energa para el transporte neumtico debe ser mucho mayor comparado con el
transporte hidrulico. El uso y el desgaste tambin son de gran importancia, por esta razn lavelocidad no puede llegar a ser muy alta. Los gases son, no obstante muy compresibles. La
velocidad va incrementando a lo largo del largo del transportador, debido a la expansin
provocada por las perdidas de presin. En consecuencia, el consumo de energa y el uso vanincrementndose an ms. El aumento en el dimetro del ducto etapa a etapa, a lo largo del
transportador, puede disminuir esta influencia negativa debido a la incompresibilidad y puede
incrementar levemente el largo del transportador calculado. No obstante, las plantas de transporteneumtico se restringen de 3 a 4 km, de acuerdo con el cual la concentracin de slidos debe ser
tambin muy pequea comparada con los transportadores hidrulicos. Estas razones explican el
uso de plantas de transporte neumtico principalmente interdepartamentales en planta. Suimportancia rara vez se reconoce debido a la falta de publicidad.
La tabla 8.2 ilustra los principales aspectos para una comparacin entre transportadoresneumticos e hidrulicos en ductos.
Si nos preguntramos bajo qu condiciones es posible el transporte mediante el medio fluido, la
explicacin para el transporte vertical es mucho ms fcil que para el transporte horizontal.
8.1.3. Transporte vertical
En el caso de transporte vertical hacia arriba las fuerzas de flujo actan como fuerza de transportey de arrastre, y estn dirigidas exactamente opuestas al peso de los slidos. Si la velocidad media
del fluido vfes mayor que la velocidad de sedimentacin de los slidos wso, entonces los slidosson elevados con la velocidad vs.
El siguiente criterio debe estar muy excedido debido a que existe un perfil de velocidad del fluidoy se debe evitar la segregacin.
sof wv >> (3)
Ya que los flujos msicos requeridos producen flujo turbulento en el interior de los ductos, las
fuerza de flujo de las oscilaciones turbulentas en las velocidades transversales, provocan
generalmente una distribucin uniforme de los slidos sobre la seccin transversal. La velocidad
de sedimentacin para partculas esfricas simples tiene a partir de las fuerzas de equilibriomencionadas ms abajo, como cuando se usa la ecuacin 1 y 2.:
gc
dw
f
fs
sw
s
so
=
)(Re3
4 (4)
7/26/2019 Control de Lectura 1 (Solo Las 10 Primera Pginas)
13/38
48
Tabla 8.2. Comparacin entre transporte neumtico e hidrulico
7/26/2019 Control de Lectura 1 (Solo Las 10 Primera Pginas)
14/38
49
No obstante, en la prctica las partculas no son esfricas y adems la distribucin de tamao de
partcula no es uniforme. Adems de esto, el coeficiente de friccin esta sometido a otros efectos
que hacen prcticamente imposible calcular la velocidad de sedimentacin. En este caso una
prueba con partculas suspendidas o en sedimentacin puede resolver el problema.
8.1.4. Transporte horizontal
Es ms difcil establecer un criterio de transporte para transporte horizontal debido a que la fuerzaimpulsora de los fluidos corre horizontalmente. La fuerza gravitacional, sin embargo, acta
verticalmente. El flujo del transportador, debe de esta forma, producir fuerzas impulsantes y
fuerzas transportadoras transversales. Con el fin de transportar los slidos en suspensin senecesitan fuerza adicionales efectivas junto a las boyantes. Los siguientes efectos deben estar
actuando: intercambio turbulento en direccin transversal, fuerza Magnus, flujo asimtricoalrededor de un cuerpo, impacto asimtrico en las paredes y en las partculas. Ya que estosefectos diferentes se sobreponen unos con otros, no es posible establecerlos tericamente como
un criterio de transporte. Solamente para partculas muy finas en que nicamente la boyantes y
las fuerzas debido a la turbulencia son efectivas, puede ser establecido un criterio de transporte
similar al transporte vertical. Con este propsito la velocidad promedio de la oscilacintransversal puede ser mayor, de alguna forma, que la velocidad de sedimentacin para evitar la
deposicin:
soy wv >>2 (5)
Debido a que la oscilacin de las velocidades transversales tienen un promedio alrededor de un
5% de la velocidad axial promedio, este produce para la velocidad del fluido:
sof wv 20>> (6)
En el caso que ciertas fuerzas transversales se sobrepongan con otras, los datos obtenidos para losexperimentos pueden ser usados. Uno debe estar seguro de que la velocidad de transporte debe
ser mayor que la velocidad crtica en la cual los slidos comienzan a sedimentar.
critf Vv > (7)
Esto se puede ver de las ecuaciones 4 y 6, que no solamente las fuerza de flujo ejercen unainfluencia sino que tambin la densidad de los slidos y el tamao de las partculas. El criterio
anterior puede ser superado mientras finos y livianos son los slidos. Mientras ms exceda la
velocidad del fluido sobre la velocidad critica, ms uniforme se distribuyen los slidos.
Para el transporte hidrulico, la velocidad crtica se puede leer de la figura 8.1 y para el transporteneumtico a partir de la figura 8.2. Algunas condiciones caractersticas del flujo se van
construyendo dependiendo de los criterios anteriormente mencionados y en algunos otros factores
de una importancia mucho mayor.
7/26/2019 Control de Lectura 1 (Solo Las 10 Primera Pginas)
15/38
50
Figura 8.1. Velocidad crtica para transporte hidrulico como una funcin del tamao de lapartcula, dimetro del ducto, densidad y concentracin.
Figura 8.2. Nmero crtico de Froude para transporte neumtico como una funcin delradio de la mezcla, velocidad, tamao de partcula y dimetro del ducto para datosempricos de la literatura.
7/26/2019 Control de Lectura 1 (Solo Las 10 Primera Pginas)
16/38
51
8.2. CALCULO DE TRANSPORTE HIDRAULICO EN TUBERA
Para el transporte hidrulico uno debe diferenciar entre los ms importantes rangoscaractersticos, que sern discutidos a continuacin.
8.2.1. Transporte hidrulico homogneo
Se produce el transporte hidrulico homogneo cuando la velocidad de sedimentacin de los
slidos es lo suficientemente pequea como para que la ms leve turbulencia del flujo sea
suficiente para mantener los slidos uniformemente distribuidos en la suspensin. Esto ocurre
para arena, cuyos tamaos de partcula presentan un dimetro menor a 30 m. Tales suspensioneshomogneas se asemejan a un lquido que presenta mayor densidad y viscosidad, y tambin sepueden calcular en forma anloga el flujo de lquidos puros. En una forma generalmente vlida,
el rango de transportadores homogneos puede estar dado por un nmero de Reynolds
relacionado a los slidos por algn slido.
Res< 0,02 flujo Newtoniano homogneo
Se puede presentar a altas concentraciones comportamiento no-newtoniano.
Cuando se usa la densidad promedio de la mezcla (m)
fvsvm cc )1( += (8)
las prdidas para un ducto horizontal y vertical se pueden calcular como:
f
mvfh
L
p
L
p
=
,)( (9)
donde el gradiente de presin horizontal en el lquido limpio, esta dado por:
D
v
fhL
p mf2
2(Re)
=
(10)
y las prdidas de presin vertical en el lquido limpio como:
f
mfg
D
vfv
L
p
=
2
2(Re) (11)
7/26/2019 Control de Lectura 1 (Solo Las 10 Primera Pginas)
17/38
52
La velocidad media de la mezcla se denomina vm:
fvsv
fs
m vcvcA
VV
v )1( +=
+
= &
(12)
Las velocidades del fluido y slidos son iguales: vf = vs = vm. La concentracin de transporte y la
concentracin in situ, tambin son iguales: cT = cv.
Para el coeficiente de friccin de ductos suaves se puede usar Blasius:
Re
1316.0 4=f (13)
8.2.2.Transporte hidrulico pseudo homogneo.
Si se requiere un alto grado de turbulencia de flujo para mantener los slidos en suspensin,
entonces la distribucin de la concentracin en el ducto horizontal depende no solamente de la
velocidad de sedimentacin de los slidos, sino tambin de la velocidad de transporte y deldimetro del ducto. Los slidos no estn distribuidos totalmente homogneos. Generalmente este
rango est definido por 0.1 < Res< 2.
La tabla 8.3 presenta los parmetros de transporte en los rangos ms altos y ms bajos para eltransporte pseudo homogneo.
Tabla 8.3
7/26/2019 Control de Lectura 1 (Solo Las 10 Primera Pginas)
18/38
53
Para diferentes densidades de slido, tamaos de partcula, velocidades de sedimentacin y de
transporte, se establecen como un perfil de concentracin constante. La distribucin de slidos es
casi homognea en el rango inferior y es muy levemente segregada en el rango superior.
Los clculos para las mezclas pseudo homogneas pueden ser efectuados segn las ecuaciones
validas para mezclas homogneas.
8.2.3. Transportadores hidrulicos heterogneos
Cuando Res > 2, los slidos pueden ser transportados como suspensiones heterogneas. Las
velocidades del slido y el fluido difieren por el llamado slip. Solamente en el caso de transportevertical, las condiciones pseudo homogneas respecto a la distribucin de slidos estn presentes
debido a la accin de fuerza especiales.
De esta forma el caso vertical se puede calcular con una buena aproximacin aplicando las
ecuaciones correspondientes para el transporte homogneo. Para el caso horizontal, la relacin
establecida por Durand ha demostrado ser correcta. Se presenta en una forma ms general.
n
wf
fs
mT
cv
gDK
cfhL
p
fhL
p
L
p
=
2 (14)
Cuando se usa K=83 y n=1.5 (correspondiente a las medidas de Durand con arena uniforme) se
pueden esperar buenos resultados para slidos relativamente uniformes. En el caso de los slidos
que presentan una amplia distribucin de ancho de partcula, los valores para K y n totalmente
diferentes.
8.3. CALCULO DEL TRANSPORTE NEUMTICO
Tambin en el transporte neumtico, las condiciones de flujo diferentes pueden ser esperadas.
Esto depende de la relacin de velocidad de transporte a velocidad d sedimentacin y de la raznde mezclamiento slidos es a gas.
8.3.1. Transporte en Fase diluida
Cuando las velocidades de los gases vf >>wso, y las razones de mezcla
f
s
M
M&= (15)
7/26/2019 Control de Lectura 1 (Solo Las 10 Primera Pginas)
19/38
54
de 30 el transporte ocurre conmasas movindose acompaado de dunas por un poco de segregacin. Este tipo de transporte
favorece bajos consumos de energa pero no excluye el peligro de bloqueo.
8.3.3. Transporte en fase densa.
Cuando las razones de mezclamiento son altas y mximas >>30 el transporte ocurre en forma depistn de material grueso, con altas cadas de presin pero bajas velocidades. El consumoespecfico de energa puede llegar a ser muy bajo, especialmente cuando los slidos muy finos
son transportados por medio de fluidizacin. Debido al alto gradiente de presin en al fase densa,
el efecto de la compresibilidad se puede observar fcilmente despus de una relativamente corta
distancia y produce estas condiciones de transporte favorable.
La mayora de estas condiciones, especialmente en el transporte de fase diluida, pueden ser
calculadas estableciendo una analoga con la prdida de presin en fluidos limpios.
2
2)( f
f
sf vD
Lp
+= (16)
En este caso ssignifica el coeficiente de perdida de presin de los slidos, que comprende lasinfluencias debido a la friccin y al peso. Su valor debe ser determinado empricamente y es
vlido solamente para un tipo especfico de slido. Este coeficiente es una funcin de unoscuantos factores esenciales.
7/26/2019 Control de Lectura 1 (Solo Las 10 Primera Pginas)
20/38
55
Stegmaier determin un valor promedio para este coeficiente por la correlacin de datos
obtenidos de numerosos slidos finos con la similitud de la mecnica. Este produce una
correlacin comparada en la figura 8.3.
1.0
25.01.03.01.2
=
D
dFrFr ss (17)
Esta correlacin tambin se puede producir a partir de un tipo simple de slidos solamente para
obtener una mayor seguridad. De esta forma tambin es posible el tratamiento individual de
slidos gruesos.
El coeficiente de friccin para el gas f se puede obtener nuevamente de acuerdo a Blasius,ecuacin 13, o se puede lograr a partir de casos reales por el diagrama de Nikuradse
correspondiente a la rugosidad promedio en los ductos.
8.3.4. Transporte neumtico vertical
El transporte neumtico vertical se podra calcular con una correlacin especial correspondiente a
la forma como se muestra para el transporte horizontal. Si se carece de datos empricos, la
correlacin horizontal se puede aplicar con una buena aproximacin en la elevacin de losslidos si la prdida de presin, se toma en cuenta en forma adicional.
s
f
fsHv
vgHp = (18)
La influencia del peso de gas en general se puede despreciar. En la literatura las correlaciones
especiales se pueden encontrar para el transporte vertical.
7/26/2019 Control de Lectura 1 (Solo Las 10 Primera Pginas)
21/38
56
Figura 8.3. Coeficiente de prdida de presin en partculas finas
7/26/2019 Control de Lectura 1 (Solo Las 10 Primera Pginas)
22/38
57
8.3.5. Influencia de la compresibilidad
En el caso de prdidas de presin mayores la expansin del gas se puede observar a travs delducto, lo que produce un incremento en la velocidad. Para los clculos estos efectos se deben
tomar en cuenta, corrigiendo etapa a etapa la densidad de acuerdo a la ecuacin del gas y la
velocidad de acuerdo a la ecuacin de continuidad.
Si el incremento en la velocidad del gas es demasiada, el consumo de la energa, o el uso de los
componentes de la planto o el desgaste, llega a ser excesivo, entonces se debe aumentar eldimetro del ducto. Podra ser seleccionado este aumento de tal forma, que la velocidad no
disminuya por bajo la velocidad crtica. Para este calculo se deben tener en cuenta la ecuacin de
continuidad, el nuevo dimetro y la densidad local del gas. Esto significa que el nmero deFroude local multiplicado por la densidad no debe ser inferior al numero de Froude critico
multiplicado por la densidad:
gD
v fcritfcritf
=2
Fr
8.4. PROBLEMAS DE INVESTIGACIN BSICA
En vista de la complejidad de los procesos de transporte haciendo uso de las fuerzas de fluidos,los procesos se deben describir matemticamente si es posible. Los trabajos de investigacin
bsica en el campo de flujo multifase es, no obstante, dependiente especialmente de laexperiencia. La aplicacin estricta de la simulacin entre el modelo y prototipo no es posible, lo
que constituye un factor adicional. La variacin de los resultados medidos es alto si uno intentaincorporar un amplio rango de factores que influyen en forma esencial. Aparecen aun ms
dificultades si uno intenta comprimir los datos medidos de diferentes orgenes. Los clculos en
desarrollo y diseo de las plantas de transporte estn sometidos a muchas insertezas. De formaque generalmente las instalaciones muy caras deben ser probadas usando plantas pilotos.
7/26/2019 Control de Lectura 1 (Solo Las 10 Primera Pginas)
23/38
58
9. PARMETROS QUE INFLUYEN EN SISTEMAS DE TRANSPORTE NEUMTICOA LARGAS DISTANCIAS.
9.1. INTRODUCCIN
El comportamiento de los sistemas de transporte neumtico se realiza en pruebas experimentales
desarrolladas en plantas de tamao real. En particular se efectuaron pruebas en ductos de 200 mm
de dimetro y largos de 1600 m.
Los resultados obtenidos para los estudios experimentales en el transporte de partculas grandes,
cenizas suspendidas en el aire, cemento y lodos de oro, se usan para ilustrar varias de estasobservaciones.
El diseo de sistemas de transporte neumtico a larga distancia ha recibido muy poca atencin delos investigadores. El concepto es una realidad en la industrial minera.
Se dispone de muy poca informacin de diseo, pero lo que se conoce comnmente en estos
sistemas es que opera en condiciones extremadamente disueltas haciendo un uso arbitrario de losductos en etapas en un intento de reducir la velocidad de transporte. No obstante los sistemas
operan en forma rpida y confiable.
9.2. ALIMENTACION DE SISTEMAS DE TRANSPORTE NEUMTICO A LARGADISTANCIA
Por la necesidad de altas presiones en los sistemas de larga distancia, para transportar materialesgranulares secos o en polvo. Los equipos de alimentacin deben resistir altas presiones de fondo.
Es una prctica comn emplear recipientes soplados con descarga por fondo diseados para
operar en presiones dentro del rango de 700 kPa hasta 100 kPa.
En vista del flujo incompresible, el suministro de los equipos de alimentacin para el transporte
en larga distancia, se ha encontrado que incluya alguna forma de control de alimentacin delslido, ubicada en la salida del recipiente. Los intentos iniciales indicaron la necesidad de instalar
tales equipos de control para minimizar los bloqueos de la lnea. El ajuste de tales forma de
aparatos de control de alimentacin de slidos se consideran por el trabajo realizado por Tomita.
El control normalmente se efecta por un equipo de control proporcional y diferencial que vara
la cantidad de slidos alimentado en el ducto de transporte. Un incremento en la lnea de presin
hacia el lmite predefinido resultara en una reduccin de la cantidad de slidos descargada de este
recipiente.
En los sistemas ms complejos es posible regular la cantidad del flujo de aire. El bloqueo
incipiente se detecta y junto con reducir la velocidad de alimentacin de slido, una cantidad
adicional de aire de transporte es introducido al sistema. Los aparatos ms comunes usados parael control de flujo de slidos son (Figura 9.1):
7/26/2019 Control de Lectura 1 (Solo Las 10 Primera Pginas)
24/38
59
1. Vlvula de dosificacin de cono: consiste en una vlvula ubicada en un extremo a lo largo
que acta como un controlador neumtico en el tope del recipiente de soplado.
2.
Alimentador rotatorio3. Vlvula de mariposa
Figura 9.1. Varias configuraciones de transporte neumtico a larga distancia.
La incorporacin de una vlvula rotatoria en el fondo de un recipiente de soplado, es quizs la
tcnica ms comn de efectuar el control de flujo de slidos. Es una prctica comn para ubicar
un aparato de velocidad variable a la vlvula, el cual de esta forma efecta el control. La vlvularotatoria se construye especialmente para resistir altas diferencias de presin y se usa solamente
como equipo de control de control de flujo, no como accesorios de sellado.
La vlvula de mariposa ubicada en la descarga puede suministra una forma de control de slidos,el grado de control es limitado y la vlvula normalmente se usa solo cuando el material que fluye
libremente se va a transportar. Una modificacin ha sido ubicar un equipo vibratorio en el shaftde la vlvula de mariposa para facilitar mejor el transporte de los slidos. La activacin se efecta
mediante un activador neumtico ubicado en la vlvula de mariposa.
Se ha encontrado que el comportamiento de descarga para un recipiente soplado puede estar
influido significativamente, por el mtodo de introducir el aire en el interior de estos recipientes.
Con algunos productos por la adicin del aire por el tope, la velocidad de descarga se obtuvo conel material casi extruido, en el ducto de transporte.
Otros materiales se comportan mejor cuando se introduce el aire en el material mediante unaboquilla ubicada en la descarga que une el recipiente soplador al ducto de transporte. En otras
7/26/2019 Control de Lectura 1 (Solo Las 10 Primera Pginas)
25/38
60
situaciones, se suministra una presin equilibrada a travs del recipiente entregando un arreglo de
descarga ms efectiva.
En las pruebas efectuadas en lodos de oro y en estudios ms recientes con cenizas livianas, seobtuvo condiciones ptimas de transporte al introducir aire tanto en el tope como en el fondo del
recipiente soplador, con un leve incremento en la presin que inserta aire por el tope. Se
favoreci la optimizacin de las condiciones de transporte al incluir una boquilla snica paraprevenir que entre todo el aire al interior del ducto de transporte, de forma de asegurar que algo
del aire entre por el tope del recipiente. (figura 9.2)
Figura 9.2.
Los nosles de flujo msico se disearon de acuerdo a la ecuacin producida por Aziz et al.
2/11
/2
0
0 )5283.0()5283.0()1(
2
=
+
V
p
A
Q
n
(1)
donde:
Q& flujo msico del aire (en kg/s)
nA rea del nozzle
1.4 para el aire
0p presin de succin (Pa)
0V volumen especfico del aire de succin (en m3/kg)
7/26/2019 Control de Lectura 1 (Solo Las 10 Primera Pginas)
26/38
61
9.3. RECIPIENTES SOPLADORES DISPUESTOS EN TANDEM
Con el fin de asegurar un flujo continuo, se acepta la prctica de usar dos recipientes sopladoresconectados a una lnea de descarga comn. Mientras se llena un recipiente, el segundo est en la
modalidad de descarga. En la figura 9.3 se presenta un diseo tpico de recipientes dispuestos en
tandem, mientras que en la figura 9.4 se muestra un perfil tpico presin v/s tiempo para unsistema continuo de este tipo para transporte neumtico para largas distancias.
Figura 9.3
Figura 9.4
7/26/2019 Control de Lectura 1 (Solo Las 10 Primera Pginas)
27/38
62
9.4. INFLUENCIA DEL LARGO DE LA LNEA EN LA VELOCIDAD DE DESCARGA
La trascendencia que se les ha dado a los sistemas de transporte para largas distancias ha hecho
notar el efecto del largo de la lnea en la velocidad de descarga. Generalmente, la velocidad de
descarga decae exponencialmente con el largo de la lnea. Esta tendencia corresponde a un ductode transporte de un solo dimetro, como se ve en la figura 9.5.
Figura 9.5.
En una serie de pruebas efectuadas en cenizas livianas secas en un ducto de 100 mm de dimetro
nominal, se vari el largo de la lnea, mientras que todos los otros parmetros (fraccin de carga,
presin inicial del recipiente y velocidad de flujo del aire) se mantuvieron constantes. Eldecaimiento exponencial en la velocidad de flujo con la distancia de transporte se muestra en la
figura 9.6. Se puede observar que para una lnea de 106 m de largo, se obtuvo una velocidad dedescarga de 82 t/h. El aumento del largo hasta 261 m result en una cada de la velocidad de
descarga de 39,6 t/h.
Figura 9.6. Flujo msico de slidos versus distancia de transporte
En una serie similar de tests efectuados en cemento Portland ordinario, se obtuvo resultados quese grafican en la figura 9.7. Las pruebas se hicieron en un recipiente soplador conectado a una
7/26/2019 Control de Lectura 1 (Solo Las 10 Primera Pginas)
28/38
63
lnea de transporte de 150 mm y largo variable. Todas las pruebas se hicieron con un solo
recipiente soplador (V = 9 m3), presurizndolo hasta una presin inicial pi= 200 kPa antes de
abrir la vlvula de descarga. Al sistema se le suministr aire a una velocidad de flujo de Q = 33
m3/min FAD (suministro de aire libre).
Figura 9.7 . Flujo msico de slido versus distancia de transporte para cemento Portland
9.5. DUCTOS EN ETAPAS
El uso de estos ductos parece ser una prctica aceptada en los sistemas de lneas con un largosuperior a los 1000 m. El aumento del dimetro de los ductos se usa para compensar la continua
expansin del aire de transporte, en un intento por mejorar la eficiencia del flujo.
En investigaciones ms cercanas, parecera que se dispone de limitados datos experimentales
como para facilitar una decisin como cuando est garantizado el incremento del dimetro de un
ducto. La mayora de los sistemas comerciales parecen adoptar ciertos criterios arbitrarios paralas etapas de los dimetros de los ductos. Pareciera que la decisin de hacer un ducto por etapas
se basa ms en cuestiones econmicas, ms que en alguna base terica de cierta importancia.
Generalmente, parece que la decisin de incrementar el dimetro del ducto se basa en los
tamaos de los ductos comnmente disponibles, y, normalmente, el largo del sistema total sedivide equitativamente por el nmero de etapas de ducto. La experiencia del autor es que, en un
sistema comercial diseado para transportar 20 t/h de un cemento portlan ordinario sobre una
distancia de 1500 m, la distribucin tpica de los ductos es la siguiente:
700 m de 100 mm de dimetro 500 m de 150 mm de dimetro 300 m de 200 mm de dimetro
En la Tabla 10.1 se muestra la informacin generada por un programa experimental diseado
para identificar los parmetros que afectan a los transportadores neumticos de lodos de oro.
7/26/2019 Control de Lectura 1 (Solo Las 10 Primera Pginas)
29/38
64
Tabla 9.1
Se debe notar que se investigaron los 4 sistemas: 3 sistemas emplearon un ducto de dimetro
nico de 150 mm, de longitudes de 270 m, 570 m y 1037 m; el cuarto sistema incluy un ducto
en etapas en el que se unan 900 m de 150 mm de dimetro a 700 m de otro de 200 mm de
dimetro, dando un largo total de 1600 m.
Los resultados para los 3 sistemas de 150 mm se graficaron en la Fig. 9.8. Queda en evidencia el
decaimiento exponencial caracterstico de la velocidad de flujo msico de los slidos con el largode la lnea. Se incluy en el mismo grfico la variacin en la razn de flujo msico con la
distancia.
7/26/2019 Control de Lectura 1 (Solo Las 10 Primera Pginas)
30/38
65
Figura 9.8.
En referencia a la Tabla 9.1 y comparando los sistemas 3 y 4, se puede ver que la introduccin de
un ducto en etapas tiene un significativo efecto en el comportamiento del sistema. En particular,
el decaimiento exponencial en la velocidad de flujo msico de los slidos es interrumpido, y se
puede obtener una velocidad de transporte levemente superior (24 t/h frente a 22 t/h), por elincremento del largo del ducto desde 1037m hasta 1600 m. Ms an, el incremento en el
dimetro del ducto facilita una velocidad final mucho menor (75,8 m/s, contra 28,3 m/s). La
velocidad menor es importante, especialmente cuando se transporta materiales abrasivos.
El sistema experimental permiti variacin de la velocidad de alimentacin de slidos, mediante
el ajuste del control de presin en el sistema del cono dosificador. Esto facilita el incremento odisminucin en la velocidad de flujo de los slidos y, de esta forma, la obtencin de una carga de
slidos mayor con su correspondiente efecto en la presin de transporte.
En la Figura 9.9, la presin de transporte se grafic como una funcin de la velocidad de
transporte para las 4 configuraciones (Tabla 9.1). Muy significativa es la pendiente y los lmites
de cada trazado. La lnea de 1600 m (Sistema 4) emplea una baja presin de transporte para
obtener una alta velocidad de transporte cuando se compara con la lnea de 1037 m (Sistema 3).
7/26/2019 Control de Lectura 1 (Solo Las 10 Primera Pginas)
31/38
66
Figura 9.9. Presin de transporte versus flujo de slidos
De esta forma puede parecer que es efectivo un cambio significativo en los procesos detransporte, como la remocin de 137m del ducto de 150 mm desde el Sistema 3 y reemplazndolo
con un ducto adicional de 700 m de 200 mm.
Se hacen comnmente una serie de pruebas en una adaptacin de un test usado para transportar
grandes bloques de rocas de desecho, con el fin de mejorar la identificacin del mecanismo de
flujo y la filosofa del diseo para los arreglos de ductos en etapas. El test se modific para
entregar 4 arreglos de ductos (Tabla 9.2)
7/26/2019 Control de Lectura 1 (Solo Las 10 Primera Pginas)
32/38
67
Tabla 9.2. Transporte de rocas
Se construy un alimentador de roca especialmente diseado, para entregar una descargacontinua de material que se transportar a travs de las configuraciones listadas en la Tabla 9.2.
El alimentador se ajust con un ducto de descarga de 150 mm, y cada versin se proyect a lolargo de la misma ruta con largos variables de ductos. Las pruebas se hicieron desde una
velocidad de alimentacin de slidos baja hasta el mximo que permite manejar el sistema antesde bloquearse. Se efectuaron un gran nmero de pruebas, y slo se usaron para obtener la Figura
9.10 aquellos resultados capaces de ser reproducidos dentro de los lmites aceptables.
La Figura 9.10 es un grfico de las prdidas de presin total del sistema versus la velocidad de
flujo msico para tamao de piedras en el rango de 10 a 15 mm. Se puede observar que en el
sistema 2 (sistema de ducto total de 15 mm) se producen las prdidas de presin ms altas. Pese aesto, es interesante ver los resultados obtenidos para la Versin 1 y 3. La Versin 1 tiene la
seccin ms larga de conducto de 150 mm (41,5 m a diferencia de 21 m) y se producen las
mayores prdidas de presin en la regin de mayor velocidad de flujo msico de slidos. Lavelocidad de flujo msico mxima obtenida en la Versin 3 es 20 t/h mayor que la obtenida en laVersin 1. Estos resultados concuerdan con una premisa enunciada por el autor, en que se
establece que podra parecer razonable iniciar la divisin del ducto en etapas inmediatamente
despus de que se han acelerado los slidos.
Los estudios ms recientes del mismo sistema de transporte para piedras indican que para slidos
de 10 a 15 mm, se requieren longitudes para aceleracin de 15 a 18 m. De esta manera, la
Versin 3 con un cambio de dimetro del ducto a los 21 m parece sostener el concepto de
efectuar el cambio de dimetro despus de la zona de aceleracin. Se contina trabajando en esta
prueba.
7/26/2019 Control de Lectura 1 (Solo Las 10 Primera Pginas)
33/38
68
Figura 9.10. Presin del sistema versus flujo msico de slidos
9.6. MINIMIZACIN DE LAS CADAS DE PRESIN EN SISTEMAS DE
TRANSPORTE NEUMTICO PARA LARGAS DISTANCIAS.
Actualmente, los autores estn intentando idear ciertas reglas para la prediccin confiable de
cundo se debe efectuar un cambio de dimetro. La principal consideracin debe ser siempre la
minimizacin de las prdidas de presin.
Considerando el gran incremento en las prdidas de presin debido slo al aire, por expansin delgas y la relacin de ley al cuadrado entre prdidas de presin y velocidad, la idea bsica
considera la posibilidad de reduccin de estas prdidas de presin por la subdivisin en etapas de
los ductos.
La informacin esencial requerida para la tcnica propuesta es la velocidad de partcula c a lacual los slidos se pueden transportar en forma segura. La velocidad de partcula promedio sepuede estimar usando varias ecuaciones, o puede ser ms confiable su obtencin por tcnicas
experimentales. Tambin es importante obtener la velocidad del aire mnima, a partir de un
diagrama de estado.
El aire comprimido se expandir entre dos N Froude: Frminy Frmax. Una vez que se obtiene elFrmax, el dimetro del ducto se deber aumentar, as al entrar en la seccin aumentada, nodisminuir el nuevo Fr por debajo del Frmin.
7/26/2019 Control de Lectura 1 (Solo Las 10 Primera Pginas)
34/38
69
La decisin de cambiar el dimetro de un ducto debe considerar la economa y disponibilidad de
los tamaos estndar de los ductos. De esta forma, se propone que la decisin para cambiar el
dimetro del ducto sea un compromiso entre la mantencin de bajas presiones, el nmero de
Froude y la disponibilidad y economa de los ductos mismos.
En resumen, se desea obtener las menores cadas de presin con un nmero mnimo de etapas. En
la Figura 9.11 se presenta un diagrama de Z (factor de cada de presin adicional en un ducto
debido a los slidos en el flujo de una corriente de aire) versus Fr(Nmero de Froude).
Figura 9.11.
Primero, se puede ver que Z disminuye con el incremento de Fr y, luego, que entre Frmin yFrmax(para un ducto de dimetro constante) es posible tener 4 o an ms etapas de ductos si serequieren.
9.7. LMITES DE OPERACIN - INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE HUMEDAD
Se hicieron una serie de pruebas, a varios contenidos de humedad, con el fin de definir los lmitesde operacin con los lodos de oro.
Se determin que los lodos se podan transportar a humedades que variaban desde 0 hasta 14%.Es interesante la variacin en la presin requerida para efectuar el transporte. En la Figura 9.12,
se graficaron las observaciones obtenidas para la lnea de 600 m. El contenido de humedad se
grafic como una funcin de la velocidad de flujo msico de los slidos. La presin requerida
para transportar los lodos tambin se indica para cada contenido de humedad investigado.
7/26/2019 Control de Lectura 1 (Solo Las 10 Primera Pginas)
35/38
70
Figura 9.12. Influencia del contenido de humedad en el transporte. Humedad del productoversus flujo msico de slido.
En la Figura 9.13, se grafican los resultados obtenidos para la lnea de transporte de 1037 m. Es
importante el punto de inflexin para el contenido de humedad de 7%. Se observ una reduccin
en la presin requerida para el transporte, cuando el contenido de humedad est en el rango de 9 a
11%. Estas observaciones fueron consistentes con un anlisis de corte hecho a los lodos paravarios contenidos de humedad.
Figura 9.13. Contenido de humedad del producto versus presin del sistema
7/26/2019 Control de Lectura 1 (Solo Las 10 Primera Pginas)
36/38
71
9.8. RESULTADOS DE INVESTIGACIONES DE DESGASTE POR USO
Se intent evaluar las caractersticas de desgaste para varios materiales resistentes al desgaste porel uso. Se dispuso una serie de muestras (sandwich targets) (Fig. 9.14) en las zonas de desgaste
primario y secundario de la curva final horizontal/vertical en la curva de prueba. Cada muestra se
obtuvo de una serie de muestras de cada material, de tal forma que todas las muestras seevaluaron bajo las mismas condiciones de velocidad de slidos y ngulo de impacto.
Figura 9.14
Un total de 11 materiales se chequearon usando esta tcnica; en la Tabla 9.3 se encuentra una
lista de los detalles especficos correspondientes a cada material. La muestra se retir despus decada test de transporte, y el desgaste de cada muestra se compar al desgaste del acero maleable
(dulce) por la resistencia relativa a la abrasin (RAR), la que se define como la prdida de
volumen por unidad de superficie con respecto al acero dulce.
Tabla 9.3 Materiales probados
7/26/2019 Control de Lectura 1 (Solo Las 10 Primera Pginas)
37/38
7/26/2019 Control de Lectura 1 (Solo Las 10 Primera Pginas)
38/38
73
En la base se asigna una velocidad de desgaste de 10 t/mm para el acero dulce, se encontr que la
curva de resistencia a los slidos tena una velocidad de desgaste relativa de 14,8 t/mm, mientras
que la curva de hierro fundido tuvo una velocidad de desgaste relativa de 17,4 t/mm.
La curva resistente a los slidos se fabric usando una tcnica de endurecimiento a la flama y
enfriamiento rpido, para formar un revestimiento interno endurecido del ducto. La superficie
externa del revestimiento tiene una dureza del orden de 600 Brinell. En virtud del hecho de que elrevestimiento es extremadamente frgil (quebradizo), se usa una envoltura externa de acero
dulce, para proteger la curva.
En estas investigaciones, se midieron las ubicaciones de las reas de desgaste primario y
secundario. Para una curva orientada horizontalmente de 1000 mm de radio, el punto de desgaste
primario se midi en los ngulos entre 26 y 30, para una curva orientada verticalmente, losngulos variaron entre 34 y 38.
La ubicacin de los puntos de desgaste secundarios variaron entre 60 y 75 en la curva de lapared exterior. No se encontr evidencia significativa de desgaste en las paredes internas de
algunas de las curvas evaluadas.
En este artculo, se ha intentado demostrar algunos de los aspectos ms fundamentales del
transporte neumtico a larga distancia.
La aceptacin de esta tecnologa en medioambientes industriales ms que en mineros requerir un
refinamiento de este proceso de diseo con el fin de reducir los altos consumos de energa.
La respuesta parece recaer en el uso del nmero de Froude, basado en la seguridad mnima de lavelocidad del aire requerida para efectuar el transporte. Las evidencias experimentales parecen
establecer la posibilidad de justificar la divisin de ductos en etapas an en sistemas de transportea corta distancia, en la medida que una etapa en el ducto no permite una reduccin en el nmero
de Froude bajo el Frmin.
Implcito al uso del nmero de Froude est la necesidad de obtener datos bsicos a partir de un
diagrama de estado, el cual se obtiene con pruebas del mismo producto.
Es interesante la observacin desde el punto de vista del uso del anlisis de celda de corte para
predecir el flujo de slidos en un sistema de transporte neumtico. Generalmente, las
investigaciones se efectuaban para usar criterios de diseo estndar de silo y tolva, para predecirla fluencia (capacidad para fluir) de los productos y correlacionar estos resultados con aquellos
obtenidos de un sistema de transporte neumtico.
Se predice que el transporte neumtico a larga distancia llegar a ser una tcnica aceptada para la
manipulacin de materiales en un futuro muy cercano.