SadrajNomenklatura................................................................................................................2Spisak tabela..................................................................................................................2Spisak slika.....................................................................................................................21.0 Teoretski uvod.........................................................................................................41.1 Transport vrstih materijala cijevima..........................................................41.2 Fizike osobine sipkavnih materijala...........................................................41.3 Pneumatski transport..................................................................................61.3.1 Oblast primjene pneumatskog transporta.................................71.3.2 Prednosti i mane pneumatskog transporta...............................71.3.3 Sistemi pneumatskog transporta...............................................8 1.3.3.1 Pneumatski transport na bazi fluidizacije...........................8 1.3.3.2 Letei pneumatski transport...............................................9 1.3.4 Ureaji pneumatskog transporta................................................10 1.3.4.1 Usisnici...............................................................................10 1.3.4.2 Dozatori..............................................................................11 1.3.4.3 Cikloni.................................................................................12 1.3.4.4 Filteri...................................................................................12 1.4 Hidrauliki transport.....................................................................................13 1.4.1 Klasifikacija hidraulikog transporta.............................................14 1.4.2 Ureaji hidraulikog transporta..................................................14 1.4.2.1 Pumpe za mjeavinu..........................................................14 1.4.2.2 Ejektori...............................................................................15 1.5 Kratka uporedba pneumatskog i hidraulikog transporta.............................162.0 Proraun pada pritiska u transportnom cjevovodu..................................................17 2.1 Ulazni podaci.................................................................................................17 2.2 Izbor kompresora..........................................................................................17 2.3 Podjela transportnog cjevovoda na dionice.................................................18 2.4 Proraun pada pritiska i brzine na poetku dionice za svaku dionicu..........18 2.4.1 Trea dionica cjevovoda.........................................................................18 2.4.2 Druga dionica cjevovoda........................................................................21 2.4.3 Prva dionica cjevovoda............................................................................23 2.4.4 Tabelarni prikaz dobijenih rezultata........................................................253.0 Zakljuak...................................................................................................................26Literatura........................................................................................................................27

Nomenklatura Q, t/h- kapacitet pneumatskog transporta L,m-duina transporta a , t/m3 -specifina gustina pepela , t/m3 -specifina nasipna gustina Ck-koncentracija pepela u vazduhu Gf,kg/h-maseni protok vazduha Qv , m3/h- potrebna koliina zraka Qk , m3/h- koliina zraka koju obezbjeuju kompresori tp, oC (Tp, K)- poetna temperatura pojedine dionice tk, oC (Tk, K)- krajnja temperatura pojedine dionice p1, Pa- apsulutni pritisak na poetku pojedine dionice p2, Pa- apsulutni pritisak na kraju pojedine dionice m- koeficijent otpora mjeavine pepela i zraka D,mm prenik cjevovoda pojedine dionice qk ,m3/s- zapreminski protok vazduha na kraju pojedine dionice qp ,m3/s- zapreminski protok vazduha na poetku pojedine dionice vk , m/s- brzina na kraju pojedine dionice vp, m/s- brzina na poetku pojedine dionice k ,m3/s- gustina vazduha na kraju pojedine dionice p ,m3/s- gustina vazduha na poetku pojedine dionice qs ,kg/s- kapacitet transporta A, m2-povrina poprenog presjeka cijevi p, Pa- pad pritiska pojedine dioniceSpisak tabela Tabela 1.2.1 Brzina taloenja estica- Transport fluida i vrstih materijala cevima-dr. Mane ai, Nauna Knjiga, Beograd, 1990; str. 175 Tabela 2.4.4.1 Prikaz pada pritiska i brzine na poetku dionice za svaku dionicuSpisak slika Slika 1.2.1 Donji slojevi materijala u nasutom stanju imaju manju poroznost nego gornji slojevi - Transport fluida i vrstih materijala cevima-dr. Mane ai, Nauna Knjiga, Beograd, 1990; str. 171 Slika 1.3.3.1.1 Pneumatsko korito kod horizontalnog transporta na bazi fluidizacije - Transport fluida i vrstih materijala cevima-dr. Mane ai, Nauna Knjiga, Beograd, 1990; str. 201 Slika 1.3.3.1.2 Fluid-lift- Transport fluida i vrstih materijala cevima - dr. Mane ai, Nauna Knjiga, Beograd, 1990; str. 205

Slika 1.3.3.2.1 Instalacija usisnog leteeg pneumatskog transporta - Transport fluida i vrstih materijala cevima-dr. Mane ai, Nauna Knjiga, Beograd, 1990; str. 215

Slika 1.3.3.2.2 Instalacija potisnog leteeg pneumatskog transporta - Transport fluida i vrstih materijala cevima-dr. Mane ai, Nauna Knjiga, Beograd, 1990; str. 216

Slika 1.3.3.2.3 Instalacija usisno - potisnog leteeg pneumatskog transporta- Transport fluida i vrstih materijala cevima-dr. Mane ai, Nauna Knjiga, Beograd, 1990; str. 217

Slika 1.3.4.1.1 Usisnici za pneumatski transport - Transport fluida i vrstih materijala cevima-dr. Mane ai, Nauna Knjiga, Beograd, 1990; str. 233

Slika 1.3.4.2.1 Sektoriski dozator - Transport fluida i vrstih materijala cevima-dr. Mane ai, Nauna Knjiga, Beograd, 1990; str. 235

Slika 1.3.4.2.2 Puni dozator - Transport fluida i vrstih materijala cevima-dr. Mane ai, Nauna Knjiga, Beograd, 1990; str. 236

Slika 1.3.4.2.3 Komorni dozator - Transport fluida i vrstih materijala cevima-dr. Mane ai, Nauna Knjiga, Beograd, 1990; str. 239 Slika 1.3.4.3.1 Ciklon - Transport fluida i vrstih materijala cevima-dr. Mane ai, Nauna Knjiga, Beograd, 1990; str. 242

Slika 1.3.4.4.1 Vreasti filter - Transport fluida i vrstih materijala cevima-dr. Mane ai, Nauna Knjiga, Beograd, 1990; str. 249 Slika 1.4.2.1.1 Instalacija sa mamut-pumpom - Transport fluida i vrstih materijala cevima-dr. Mane ai, Nauna Knjiga, Beograd, 1990; str. 290

Slika 1.4.2.2.1 Ejektori - Transport fluida i vrstih materijala cevima-dr. Mane ai, Nauna Knjiga, Beograd, 1990; str. 299

1.0 Teoretski uvod1.1 Transport vrstih materijala cijevimaTransport pepela spada u transport vrstih materijala cijevima. To je zapravo transport mjeavine sipkavne estice(pepeo) i fluida(vazduh ili voda). Transport pepela i ostalih prainastih ili zrnastih materijala pomou vazduha spada u pneumatski transport, dok transport pepela vodom spada u hidraulini transport. I hidraulini i pneumatski transport pepela u mnogome zavise od fizikih osobina mjeavine koja se transportuje.1.2 Fizike osobine sipkavnih materijalaKrupnoa i oblik estica i hrapavost njihove povrine zavise od naina formiranja estica- one koje su formirane prirodnim putem najee imaju isti oblik i veliinu, a estice formirane usitnjavanjem ili mljevenjem imaju razliit oblik, veliinu i hrapavost.Krupnoa , oblik i hrapavost estica utiu na ponaanje estica kako u nasutom stanju, tako i pri mjeanju s fluidom. Ove osobine materijala se opisuju odgovarajuim geometrijskim veliinama, a samo ogranien broj tih veliina ulazi u proraun pri opisivanju raznih hidromehanikih stanja mjeavine. Zbog toga se svaka estica opie kao kuglica sa odgovarajuim prenikom, a onda se sve estice zamjene kuglicama srednjeg ekvivalentnog prenika. Zbog ovakvih pojednostavljenja, dobijene jednaine se esto koriguju pomou eksperimentalnih rezultata i koeficijenata faktora oblika estica.Srednji ekvivalentni prenik dobija se najee sitovnom analizom koja se vri pomou Taylorovih labaratorijskih sita. To su sita sa vie ramova, od kojih svaki ram proputa razliitu veliinu estica(prvi ram proputa krupnija sita, drugi malo sitnija itd.). Poroznost i gustina sipkavih materijala estice sipkavih materijala u nasutom stanju ne naleu jedna na drugu cijelom svojom povrinom ve se one dodiruju u takama, linijama ili djelovima povrine. Zato one formiraju praznine izmeu sebe, koje popunjava okolna fluidna sredina. Najee je to vazduh, jer se ti materijali skladite i uvaju, uglavnom, u slobodnoj amtosferi.

Slika 1.2.1 Donji slojevi materijala u nasutom stanju imaju manju poroznost nego gornji slojevi[1] Pozornost materijala u nasutom stanju manja je u donjim slojevima posmatrane zapremine zbog pritiska gornjih slojeva na donje slojeve. Poroznost materijala zavisi i od oblika estica, hrapavosti njihove povrine i relativne krupnoe estica i obino iznosi kod slobodno nasutih kuglica male relativne krupnoe =0,38-0,42. Manje poroznosti odgovaraju manjim kuglicama i obrnuto.[footnoteRef:1] [1: [1]- Transport fluida i vrstih materijala cevima-dr. Mane ai, Nauna Knjiga, Beograd, 1990; str. 171]

Protoci i koncentracija materijala u struji fluidaPri pneumatskom i hidraulikom proraunu koriste se sljedee vrste protoka:-Gf (kg/s) i qf(m3/s)-maseni i zapreminski protok noseeg fluida u mjeavini fluid-vrste estice-Gs (kg/s) i qs(m3/s)-maseni i zapreminski protok estica materijala noenih fluidom-Gm (kg/s) i qm(m3/s)-maseni i zapreminski protok mjeavine fluid-vrste esticeJednaina kontinuiteta mjeavine za vrijeme transporta cjevovodom daje jednakost:Gf+Gs=Gm =const. ..........(1.2.1)Ako se strujanje moe smatrati nestiljivim vrijedi i:qf+qs=qm=const. ..........(1.2.2)Takoer postoje i veze izmeu masenih i zapreminskih protoka:Gf=fqf ..........(1.2.3)Gs=sqs ..........(1.2.4)Gs=sqs ..........(1.2.5)gdje su f, s i m (kg/m3) gustine fluida, estica i mjeavine.Ono to je poroznost sipkavih materijala u nasutom stanju to je koncentracija materijala u struji fluida za vrijeme hidraulikog i pneumatskog transporta.Ta koncentracija moe biti: Zapreminska:cz=qs/qm ..........(1.2.6) Masena:ck=Gs/Gf..........(1.2.7)

Brzina taloenja esticaPod brzinom taloenja estica nekog materijala podrazumijeva se brzina ustaljenog kretanja oblaka estica u fluidnoj sredini koja miruje u polju Zemljine tee. Ova brzina zavisi od krupnoe i oblika estica, hrapavosti njihove povrine i fizikih svojstava fluidne sredine, kao i od broja estica koje se istovremeno taloe u vidu oblaka. Vrijednosti ove brzine za pojedine materijale date su u Tabeli 1.2.1.

Tabela 1.2.1 Brzina taloenja estica [2][footnoteRef:2] [2: [2]- Transport fluida i vrstih materijala cevima-dr. Mane ai, Nauna Knjiga, Beograd, 1990; str. 175]

1.3 Pneumatski transportPod pneumatskim transportom podrazumijeva se transport prainastih i zrnastih materijala vazduhom ili nekim drugim gasom. Ideja da se vazduh iskoristi za transport sipkavih materijala pojavila se krajem 19. vijeka. Dakem u svojoj knjizi navodi da su 1892. godine u londonskim dokovima montirani pneumatski ureaji za istovar penice iz velikih prekookeanskih brodova. Kapacitet im je iznosio od 200-600 t/h, a radili su na principu vakuuma. Prvi nauni rad iz oblasti pneumatskog transporta smatra doktorska disertacija Gasterteta iz 1923. godine. Zatim slijedi rad Devisa 1935. godine, u kome se iznose rezultati mjerenja za vrijeme pneumatskog transporta penice i zakljuak da je pneumatski transport u horizontalnim cijevima mnogo sloeniji od pneumatskog transporta u vertikalnim cijevima. Da je taj zakljucak bio ispravan, potvruje injenica da se i danas ova dva transporta zasebno izuavaju i razvijaju. Do drugog svjetskog rata pojavljuje se jo nekoliko radova o pneumatskom transportu, od kojih su najznaajniji radovi Begnolda, Zeglera, Kljaka, Kalinukina i ostalih. Teorija o pneumatskom transportu doivljava pravi razvoj tek poslije drugog svjetskog rata. Radovi Njuvita, Barta, Rumpfa, Velofa, Uspenskog, Gonarevia, Smoldureva i ostalih i danas slue kao osnova istraivanja u oblasti pneumatskog transporta prainastih i zrnastih materijala.

1.3.1 Oblast primjene pneumatskog transportaPneumatski transport se koristi za: istovar i pretovar prainastih i zrnastih materijala (cement, koncetrat stone hrane, itarice i ostalo biljno sjeme) iz prevoznih sredstava pomou kojih se obavlja njihov transport u rasutom stanju (teretni brodovi, ljepovi, vagon-cisterne, auto-cisterne) sve vrste itarica i ostalog biljnog sjemena na velikim poljoprivrednim dobrima i prihvatnim magacinima, kao i u mlinovima i silosima ugalj u prahu u termoelektranama i velikim kotlarnicama radi loenja parnih kotlova, pijesak u livnicama, piljevine, uke i sitnije otpatke u industriji drveta i fabrikama namjetaja, elektrofilterski pepeo u termoelektranama i industrijskim kotlarnicama, od mjesta sakupljanja do sabirnih bunkera, deterdente u prahu, kalcinisanu sodu i druge prainaskte i zrnaste materijale u hemijskoj i procesnoj industriji, eer u kristalu, sirov i pren lenjik, kako i ostale komponente u konditroskoj industriji i u industriji okolade i bombona, vunena vlakna, rezani duhan, pamuk i ostale vlaknaste materijale(otpaci koe u koarskoj industriji, otpaci papira u industriji traka i kesa), sve vrste praine sakupljene usisavanjem zagaenih prostorija, hala i raznih maina koje obradom nekih predmeta stvaraju prainu, i administrativne poiljke (pneumatska pota) 1.3.2 Prednosti i mane pneumatskog transportaPrednosti pneumatskog transporta u odnosu na mehaniki transport su sljedee: pneumatski transport prainastih i zrnastih materijala moe da se obavlja lako u svim pravcima, prilagoavajui se raspoloivom prostoru i ostalim uslovima, zahtjeva daleko manji prostor, ime se mnogo uteuje u graevinskom pogledu budui da on pripada unutranjem transportu po lokaciji, prua mogunost povezivanja raznih zahtijeva u okviru tehnolokog procesa, kao to su: istovremeno suenje ili vlaenje materijala vazduhom za vrijeme transporta, istovremeno zagrijavanje ili hlaenje materijala vazduhom za vrijeme transporta, razvrstavanje materijala po krupnoi na osnovu brzine taloenja itd., pneumatski transport dovodi do najmanjeg rasipanja materijala za vrijeme transporta i na taj nain najmanje zagauje okolinu, naroito ako je rije o pneumatskom tranportu na principu vakuuma, obezbeuje najbolje higijenske uslove kako za osoblje koje ga opsluuje tako i za transportovani materijal, pneumatski transport obezbjeuje visok stepen automatizacije tehnolokog procesa u kome uestvuje, omoguuje istovremeni transport materijala sa vie mjesta na jedno mjesto i obrnuto, pneumatski transport omoguuje ostvarivanje velikih kapaciteta po jednoj liniji, koji idu i do 300t/h, a cijena ureaja je mnogo nia od cijene mehanikih transportera.

Pneumatski transport ima sljedee mane: ne moe se primjeniti na sve materijale, ve samo na prainaste i zrnaste, za vrijeme transporta materijal se donekle usitnjiva, naroito kad sistem pneumatskog transporta nije dobro odabran i kad strujni parametri nisu dobro odreeni, duina transporta ne prelazi 2 km, i zato je on ogranien na primjenu unutar fabrikih krugova i hala, za utovar i pretovar materijala koji se transportuju u riznicu, zahtijeva bolju strunu obuenost radnog osoblja koje rukuje sa ureajima pneumatskog transporta, i potronja pogonske energije je pri istom kapacitetu i ostalim uslovima via nego kod mehanikog transporta.1.3.3_Sistemi pneumatskog transportaOsnovna podjela pneumatskog transporta moe da se izvri prema prirodi kretanja materijala za vrijeme transporta: to je pneumatski transport na bazi fluidizacije i letei pneumatski transport. 1.3.3.1 Pneumatski transport na bazi fluidizacijePneumatski transport na bazi fluidizacije se ostvaruje na nain to se od materijala najpre stvori jedna fluidizovana masa koja je tena poput fluida i, zatim, nagibom strujnog toka ili razlikom pritisaka izmeu protonih presjeka cjevovoda ostvaruje njeno neprekidno kretanje.Poto je materijal teljiv kao fluid dovoljno je samo malo nagnuti strujni tok i on e poeti da tee. To je iskoriteno kod horizontalnog transporta na bazi fluidizacije gdje je porozno dno skoro horizontalno (nagnuto za 2-3 o).Slika 1.3.3.1.1 Pneumatsko korito kod horizontalnog transporta na bazi fluidizacije[3][footnoteRef:3] [3: [3]- Transport fluida i vrstih materijala cevima-dr. Mane ai, Nauna Knjiga, Beograd, 1990; str. 201]

Vertikalni transport na bazi fluidizacije se jo naziva i fluid-liftom i ostvaruje se stvaranjem protivpritiska na kraju strujnog toka. Prakasti materijal ulazi kroz cijev 1 (opis Slike 1.3.3.1.2) u komoru 2 za fluidizaciju, u kojoj se nalazi vertikalni cjevovod 3. Cjevovod je na poetku proiren i zaobljen da bi fluidizovani materij bio lake usisavan mlazom vazduha koji istie iz mlaznika 4. Na kraju cjevovoda nalazi se prihvatni bunker 5 za transportovani materijal, iznad koga je ugraen filter 6 radi izdvajanja nasitnijih estica iz vazduha prije njegovog odlaska u slobodnu atmosferu.

1.3.3.2 Letei pneumatski transportZa vrijeme leteeg pneumatskog tranporta razrijeene estice materijala lete sa vazdunom strujom obrazujui oblake mjeavine u strujnom prostoru.Opta karatkeristika leteeg pneumatskog transporta je da se ostvaruje pri velikim brzinama vazduha koje, npr., za neke zrnaste materijale dostiu i do 40 m/s na kraju cjevovoda. U odnosu na vrstu pritiska, letei pneumatski transport moe biti usisni, potisni i kombinovani.

Slika 1.3.3.1.2 Fluid-lift[4][footnoteRef:4] [4: [4]- Transport fluida i vrstih materijala cevima-dr. Mane ai, Nauna Knjiga, Beograd, 1990; str. 205]

Slika 1.3.3.2.1 Instalacija usisnog leteeg pneumatskog transporta[5][footnoteRef:5] [5: [5]- Transport fluida i vrstih materijala cevima-dr. Mane ai, Nauna Knjiga, Beograd, 1990; str. 215]

Slika 1.3.3.2.2 Instalacija potisnog leteeg pneumatskog transporta[6][footnoteRef:6] [6: [6]- Transport fluida i vrstih materijala cevima-dr. Mane ai, Nauna Knjiga, Beograd, 1990; str. 216]

Slika 1.3.3.2.3 Instalacija usisno-potisnog leteeg pneumatskog transporta[7][footnoteRef:7] [7: [7]- Transport fluida i vrstih materijala cevima-dr. Mane ai, Nauna Knjiga, Beograd, 1990; str. 217]

1.3.4 Ureaji pneumatskog transporta1.3.4.1 UsisniciUsisnici se ugrauju na poetku cjevovoda svih usisnih sistema pneumatskog transporta. Zadatak im je da to manjim padom pritiska obezbjede ulaz mjeavine vazduha i estica materijala u cjevovodu u onoj koliini koja je predviena koncentracijom ck u toku prorauna. Oblik i konstrukcija usisnika zavise od fizikih svojstava transportovanog materijala i stanja u kome se taj materijal nalazi prije transporta. Usnisnik a) (Slika 1.3.4.1.1) je ostvaren najobinijim proirenjem i zaobljenjem cjevovoda na poetku, koji se uronjava u slobodno nasuti materija radi transporta. Usljed potpritiska koji se stvara u cjevovodu pomou strujne maine, spoljnji vazduh biva usisavan kroz pore materijala povlaei njegove estice za sobom u cjevovod. Usisnici pod b) i c) funkcioniu na taj nain to u njih materijal dolazi iz silosa gravitacijom kroz cjevovode 1, vazduh ulazi kroz otvore 2 povlaei za sobom materijal u cjevovode 3. Otvor 4 slui za kontrolu i ienje. Pod d) je jedan horizontalni usisnik u koji materijal dolazi iz silosa gravitacijski kroz cijev 1, pada na perforiranu limenu plou 2 iznad i ispod koje struji vazduh usisan kroz otvor 3, odnosei estice materijala u transportni cjevovod.

Slika 1.3.4.1.1 Usisnici za pneumatski transport[8][footnoteRef:8] [8: [8]- Transport fluida i vrstih materijala cevima-dr. Mane ai, Nauna Knjiga, Beograd, 1990; str. 233]

1.3.4.2 Dozatori

Slika 1.3.4.2.1 Sektoriski dozator[9]Dozatori su ureaji koji doziraju transportovani materijal u struju vazduha za vrijeme pneumatskog transporta. Zavisno od konstrukcije i naina rada, dozatori se dijele na sektorske, puaste i komorne. Dok se puasti i komorni dozatori iskljuivo koriste kod potisnih sistema pneumatskog transporta da na poetku cjevovoda obezbjede proraunsku koncetraciju ck materijala u vazdunoj struji, dotle sektorski dozatori mogu imati i druge namjene (postavljanje ispod ciklona i filtera da razdvoje potpritisni prostor u instalaciji od slobodne atmosfere).[footnoteRef:9] [9: [9]- Transport fluida i vrstih materijala cevima-dr. Mane ai, Nauna Knjiga, Beograd, 1990; str. 235]

Slika 1.3.4.2.3 Komorni dozator[11][footnoteRef:10] [10: [10]- Transport fluida i vrstih materijala cevima-dr. Mane ai, Nauna Knjiga, Beograd, 1990; str. 236]

Slika 1.3.4.2.2 Puni dozator[10][footnoteRef:11] [11: [11]- Transport fluida i vrstih materijala cevima-dr. Mane ai, Nauna Knjiga, Beograd, 1990; str. 239]

1.3.4.3 CikloniCikloni spadaju u grupu inercionih separatora. Koriste se za izdvajanje estica materijala iz vazdune struje, ija je krupnoa iznad 10m. Mjeavina vazduha i materijala ulazi tangento kroz cijev 1 (Slika 1.3.4.3.1) u cilindrini dio 2 ciklona. Pod dejstvom Zemljine tee, centrifugalne sile i sile otpora, mjeavina dobija prostorno spiralno kretanje. estica materijala odlaze najpre ka zidu cilindrinog djela ciklona usljed centrifugalne sile, a zatim, pod uticajem Zemljine tee nanie kroz konusni dio 3 i kroz cijev 4 naputaju ciklon. Oiena vazduna struja se u vidu unutarnje spirale vraa vertikalno navie i kroz cijev 5 nalazi u atmosferu ili odlazi u filter na dopunsko preiavanje.

1.3.4.4 Filteri

Slika 1.3.4.3.1 Ciklon[12]Radi sprijeavanje zagaivanja ovjekove okoline i radi izbjegavanja finansijskih gubitaka, vazduh iz ciklona mora da se propusti kroz neki efikasniji filter prije odlaska u slobodnu atmosferu. esto se koriste vreasti filteri. Njihov stepen odvajanja ide i do 99,9%.[footnoteRef:12] [12: [12]- Transport fluida i vrstih materijala cevima-dr. Mane ai, Nauna Knjiga, Beograd, 1990; str. 242]

Slika 1.3.4.4.1 Vreasti filter[13][footnoteRef:13] [13: ]

[footnoteRef:14]1.4 Hidrauliki transport [14: [13]- Transport fluida i vrstih materijala cevima-dr. Mane ai, Nauna Knjiga, Beograd, 1990; str. 249]

Izgradnja cjevovoda za hidrauliki transport moe se podijeli na dva perioda: do 1950. godine i poslije. Do 1950. godine izgraen je veliki broj cjevovoda za hidrauliki transport usitnjenih materijala, ali su svi oni bili relativno male duine. Tek poslije 1950. godine, kad su stvorene i strujne maine viskogo pritiska, mogao je i hidrauliki transport bre da razvija i da u pogledu duine cjevovoda praktino bude neogranien. U posljednjih nekoliko godina je izgraen i puten u pogon veliki broj cjevovoda vee duine i veeg prenika za hidrauliki transport, koji se uglavnom koriste za transport mljevenog uglja za potrebe termoelektrana. Jedan od najznaajnijih i najveih cjevovoda za hidrauliki transport danas je cjevovod ETSI u SAD (duina 2400 km, prenik 1080 mm).1.4.1 Klasifikacija hidraulikog transportaKlasifikacija hidraulinog transporta se moe vriti u odnosu na raspored koncetracije i veliinu estica transportovanog materijala vodenom strujom.Ako su estice materijala ravnomjerno rasporeene u vodenoj struji za vrijeme transporta, onda se takva mjeavina naziva homogena. U protivnom, mjeavina je nehomogena. Strogo uzevi, nemogue je ostvariti homogenu mjeavinu, naroito u horizontalnom cjevovodu.Kad je rije o strujanju mjeavine, maksimalna brzina lei na liniji koja je pomjerena u odnosu na osu horizontalnog cjevovoda. Rastojanje izmeu tih dviju linija je sve vea to je mjeavina nehomogenija. A mjeavina e biti sve manje homogena to su estice vee, nepravilnijeg oblika i razliitije po krupnoi, a brzina strujanja manja. Za vrijeme strujanja nehomogene mjeavine koncentracija estica je najvea u blizini dna horizontalnog cjevovoda i sve je manja to je posmatrano mjesto u strujnom prostoru udaljenije od dna. Kad su u pitanju vertikalni cjevovodi, koncetracija estica materijala je najvea u osi cjevovoda, tamo gdje je brzina najvea, a pritisak najmanji. estica veih od 1m ustvari i nema u blizini zida vertikalnog cjevovoda. Homogenu mjeavina uglavnom ine estice ispod 50m, a nehomogene mjeavine grade estice krupnoe iznad 50m.Kretanje estica u okviru nehomogene mjeavine moe da se obavlja na jedan od sljedea tri naina:a) lebdenjem u struji vode ija je brzina neto vea od brzine estica. estice su krupnoe ispod 2mm, a brzina strujanja mjeavine dovoljna da njene trenutne poprene komponente odravaju estice u horizontalnim ravnima za vrijeme kretanja,b) skakutanjem koje se sastoji u tome da se estice u kraim ili duim skokovima kreu u vodenoj struji, zavisno od toga kakav je trenutni odnos sila koje na njih djeluju. estice su krupnoe iznad 2 mm, a brzina strujanja mjeavine neto vea od ove pri kojoj bi dolo do taloenja estica na dnu cjevovoda, ic) kotrljanjem i klizanjem po dnu cjevovoda. estice su znatno vee od 2mm, a brzina strujanja mjeavine neznatno vea od brzine pri kojoj nastaje taloenje.1.4.2 Ureaji hidraulikog transporta1.4.2.1 Pumpe za mjeavinuZa hidraulini transport usitnjenih materijala koriste se i centrifugalne i klipne pumpe.Klipne pumpe se primjenjuju za hidraulini transport suspenziji i sitnijih materijala u vidu nehomogene mjeavine. Koriste se za transport na vea rastojanja, jer se njima moe ostvariti vei pritisak koji je potreban za savlaivanje otpora strujanju za vrijeme transporta. Dobra strana klipnih pumpa je i ta to one daju konstatntan protok bez obzira na promjenu pritiska u cjevovodu, ukoliko je instalisana snaga dovoljna. One imaju vei sepen koristnosti od centrifugalnih pumpa. Loe strane klipnih pumpa su jako habanje klipa, cilindra i ventila, osjetljivost na hidraulini udar i, najzad, njihova cjena i vei pogonski trokovi kod kraih cjevovoda.Centrifugalne pumpe se primjenjuju za transport krupnijih materijala u veim koliinama i za manja rastojanja. Projektuju se i izrauju kao pumpe za mjeavinu i kao pumpe za istu vodu.

Slika 1.4.2.1.1 Instalacija sa mamut-pumpom[14]Kad je rije o hidraulikom transportu pepela i ljake, koriste se i tzv. mamut-pumpe. Takvo rjeenje je izvedeno u Maarskoj i prikazano na Slici 1.4.2.1.1.U poetku rada bunker 9 je pun pepela. Ventil 8 i klapna 3 su zatvoreni. Bunkeri 1 i 2 su prazni. Ventili 6, 7 i 13 su zatvoreni, pumpa R transportuje mjeavinu ljake i vode kroz cjevovod 11 ( koja je pripremljena u posebnom rezervoaru i njena koncentracija je mala).Rad instalacije sepoinje otvaranjem ventila 8 i klapne 3. Puni se rezervoar 2 iz 9. Kad se rezervoar 2 napuni, ventil 8 i klapna 3 se zatvaraju (pepeo i dalje dolazi u rezervoar 9), otvaraju se ventili 6 i 7 da bi se izjednaili pritisci vazduha u rezervoarima 1 i 2, jer i ventil 5 otvoren. im se pritisci vazduha u rezervoarima 1 i 2 izjednae, otvara se klapna 3 i ventil 13. Pepeo dolazi iz rezervoara 2 u rezervoar 1, fluidizuje se i kroz cjevovod 11 ulazi u transportni cevovod zajedno sa ljakom i vodom. Dakle, u transportnom cjevovodu imamo strujanje [footnoteRef:15]trokomponentne mjeavine: pepeo+ljaka, voda i vazduh. Rad postrojenja je automatizovan. Ovaj sistem transporta je naroito pogodan za transport pepela i ljake kad oni sadre veliki procenat kalcijum ili aluminijum oksida, koji se, inae lako i brzo taloe u unutranjosti cjevovoda smanjujui njegov protoni presjek . [15: [14]- Transport fluida i vrstih materijala cevima-dr. Mane ai, Nauna Knjiga, Beograd, 1990; str. 290]

1.4.2.2 EjektoriEjektori su ureaji koji slue za stvaranje strujne energije radi transporta neke tenosti ili mjeavine tenosti i usitnjenog materijala. Nemaju pokretnih djelova i prave se od krunih i konusnih cijevi spojenih po jednom odreenom redosljedu.Dva tipa ejektora prikazana su na Slici 1.4.2.2.1. Sastoje se od mlaznika M, usisnika U, komore za mjeanjem KM i difuzora D. Kroz mlaznik M istie radni fluid velikom brzinom, koji silom trenja na granilnoj povrini mlaza povlai za sobom usisavani fluid ili mjeavinu fluida i usitnjenog materijala, da bi se u komori za mjeanje KM oboje i mehaniki i kinematiki homogenizovano. U difuzoru se ova mjeavina usporava da bi se na kraju difuzora ostvario onaj pritisak koji je potreban za transport mjeavine kroz cjevovod na koji je ejektor prikljuen. Ejektori se, inae, u tehnikoj praksi koriste u najrazliitije svrhe. Ipak, najee se koriste za pneumatski i hidraulini transport usitnjenih materijala vazduhom ili vodom kao radnim fluidom, za aspiraciju industrijskih i radnih prostorija od praine, otrovnih i eksplozivnih gasova, za ostvarivanje odreenih hemijskih reakcija u hemojskoj i farmaceutskoj industriji itd. Ejektori imaju niz prednosti u odnosu na druge strujne maine. Proste i lahke su konstrukcije nemaju pokretnih djelova, izrada im je jeftina, imaju stabilan rad i lahko se opsluuju u pogonu. Najvei nedostatak im je relativno mali stepen korisnosti (0,20-0,30). Ejektore esto nazivaju i mlaznim pumpama.

Slika 1.4.2.2.1 Ejektori[15][footnoteRef:16] [16: [15]- Transport fluida i vrstih materijala cevima-dr. Mane ai, Nauna Knjiga, Beograd, 1990; str. 299]

Hidrauliki transport:-mogu se transportovati samo materije koje ne mjenjaju fizika svojstva i ne reaguju u dodiru s vodom-primjenjuje se na: usitnjeni ugalj, usitnjene rude, pijesak, pepeo, ljaka, celuloza, stona hrana itd.-pogodan je za transport na vea rastojanja-spada u vanjski transportPneumatski transport-mogu se transportovati gotovo svi sipkasti materijali bez ogranienja-uglavnom se transportuje : ugljeni prah, pepeo, itarice i njihovi proizvodi,so, piljevina u drvnoj industriji, vjetako ubrivo i ostale materije pomenute u poglavlju 1.3.1 Oblast primjene pneumatskog transporta-primjenjuje se za manja rastojanja-spada u unutranji transport1.5 Kratka uporedba pneumatskog i hidraulikog transporta

2.0 Proraun pada pritiska u transportnom cjevovodu2.1 Ulazni podaciPneumatski transport prakastog, zrnastog i komadnog materijala zasniva se na principu da se pri odgovarajuim brzinama vazduha u cjevovodu vri transport vrstih estica.Podaci za proraun pneumatskog transporta su: Kapacitet pneumatskog transporta Q = 107 t/h Duina transporta L = 700 m Specifina gustina pepela a = 2,8 t/m3 Specifina nasipna gustina = 0,8 t/m3 Potrebna koliina vazduha za ovu duinu transporta od L = 700 m se, iz rada dosadanjih postrojenja pneumatskog transporta pepela, uzima CK = 8 do 12 kgp/kgv, usvaja se CK = 10. Ukupni kapacitet transporta pepela ispod elektrofiltera iznosi q = 107 t/h. Ovaj ukupni kapacitet transporta pepela se ostvaruje sa 5 transportnih linija ispod elektrofiltera. Prva (ili druga) transportna linija ima kapacitet od QL = 0,85 * (Q/2) = 0,85 * 107/2 = 45475 kg/h.qs = 45475/3600=12,36 kg/sIstovremeno se pepeo transportuje samo sa jednom (1) transportnom linijom, te je potrebna koliina zraka Gf odGf = QL/CK = 45475/10 = 4547,5 kg/h.Gdje je Gf teinski protok vazduha, odnosno zapreminski protok je QV = Gf / fQV = 4547,5/1,19 = 3820 m3/h, odnosnoQV = QV/3600 = 1,06 m3/s = 3820 m3/h2.2 Izbor kompresoraZa proizvodnju potrebne koliine zraka od QV=3820 m3/h potrebno je izabrati kompresor sa sigurnosnim faktorom od 20% tj.QK = 1,2 * 3820 = 4584 m3/h = 4600 m3/hIz kataloga proizvoaa kompresora izabrana su dva kompresora radi vee elastinosti u radu, koji e istovremeno raditi odQ = 2300 m3/h odnosno,2Q = 2 x 2300 = 4600 m3/hZa ovakva postrojenja se uzima pritisak kompresra od p = 3,5 bara nadpritiska, radi manje cijene kompresora i jeftinijeg odravanja. Ukupno treba ugraditit tri kompresora, dva u istovremenom radu i jedan u 50% rezervi.Odabrani kompresori su Aerzener VM45 slijedecih karakteristika; Usis: 39,82 m3/min (20oC), maksimalni natpritisak p = 3,5 bar, t1 = 218 oC, Pc = 175kW, Pm = 200kW, U = 9272 l/min.

2.3 Podjela transportnog cjevovoda na dionicePodjela na dionice se vri u cilju ostvarivanja to nieg otpora strujanja mjeavine zrak-pepeo, te da se brzina strujanja zadri u preporuenim granicama.a) prva dionica uzima se 0,273 od ukupne duine,b) druga dionica uzima se 0,284 od ukupne duine,c) trea dionica uzima se 0,442 od ukupne duine,

2.4 Proraun pada pritiska i brzine na poetku dionice za svaku dionicu2.4.1 Trea dionica cjevovodaUlazni podaci: L=309,4 m-duina tree dionice cjevovoda tp=80oC Tp=80+273=353 K-temperatura na poetku tree dionice tk=40oC Tk=40+273=313 K-temperatura na kraju tree dionice p2=101000 Pa -apsulutni pritisak na kraju tree dionice m=0,75 -koeficijent otpora mjeavine pepela i zrakaPrenik cjevovoda tree dionice odreuje se iz izraza (2.4.1.1):

gdje je: qk ,m3/s- zapreminski protok vazduha na kraju tree dionice vk =20 m/s-preporuena brzina strujanja na kraju cjevovodaZapreminski protok vazduha odreuje se iz jednaine (2.4.1.2) u obliku:

gdje su: Qk=4600 m3/h-zapreminski protok vazduha koji obezbjeuju kompresori =1,19 kg/m3- specifina gustoa vazduha pri pritisku od 105 Pa i T=293 K k , kg/m3-srednja gustoa na kraju tree dionice cjevovoda koja se odreuje iz izraza (2.4.1.3)

Tako da je:

Unutranji prenik cijevi izraunat prema izrazu (2.4.1.1) je:

Usvaja se standardna cijev 323,9mm debljine stijenke 6,3 mm sa unutranjim prenikom D=323,9-12,6= 311,3 mm.[1][footnoteRef:17] [17: [1]-Vrijednost usvojena iz standarda EN 10220]

Stvarna brzina na kraju cjevovoda rauna se prema izrazu (2.4.1.4):

Pad pritiska tree dionice se odreuje pomou izraza (2.4.1.5):

gdje su: p1 , Pa-pritisak na poetku tree dionice, istovremeno to je apsulutni pritisak na kraju druge dionice cjevovoda Gf , kg/s- maseni protok vazduha koji se rauna kao:

Ck-koncetracija pepela u vazduhu koja se rauna kao:

pri emu je qs=12,63 kg/s vrijednost poznata iz postavke zadatka i predstavlja kapacitet transporta

A, m2-povrina poprenog presjeka cjevovoda i odreuje se prema izrazu (2.4.1.8):

Prema tome je izraz za raunanje pritiska na poetku tree dionice:

Izraunata vrijednost pritiska na poetku tree dionice iterativnim postupkom je p1=201332 Pa.Pad pritiska tree dionice je:

Brzina na poetku tree dionice cjevovoda se rauna prema izrazu (2.4.1.10):

gdje je : q, m3/s- zapreminski protok vazduha, ali na poetku tree dionice i rauna se kao prema izrazu (2.4.1.2) sa razlikom to se umjesto k uzima p kao srednja gustoa na poetku tree dionice cjevovoda i odreuje se iz izraza (2.4.1.11):

Odnosno:

Tako da je:

2.4.2 Druga dionica cjevovodaUlazni podaci: L=198,8 m-duina druge dionice cjevovoda tp=90oC Tp=90+273=363 K-temperatura na poetku druge dionice cjevovoda tk=80oC Tk=80+273=353 K-temperatura na kraju druge dionice cjevovoda p2=201332Pa -apsulutni pritisak na kraju druge dionice, odnosno na poetku tree dionice m=0,75 -koeficijent otpora mjeavine pepela i zraka usvaja se brzina strujanja na kraju cjevovoda : vk=10,05 m/s 2=1,99 kg/m3 srednja gustoa na kraju druge dionice cjevovoda unutranji prenik cijevi D=232 mmPad pritiska druge dionice se odreuje pomou izraza (2.4.2.1):

gdje su: p1 , Pa-pritisak na poetku druge dionice, istovremeno to je apsulutni pritisak na kraju prve dionice cjevovoda Gf = 1,61 kg/s- maseni protok vazduha Ck=7,85-koncetracija pepela u vazduhu A, m2-povrina poprenog presjeka cjevovoda i odreuje se prema izrazu (2.4.2.2):

Prema tome je izraz za raunanje pritiska na poetku druge dionice:

Izraunata vrijednost pritiska iterativnim postupkom je p1=414871 Pa.

Pad pritiska druge dionice je:

Brzina na poetku druge dionice cjevovoda se rauna prema izrazu (2.4.2.4):

gdje je : q, m3/s- zapreminski protok vazduha, ali na poetku druge dionice i rauna se kao prema izrazu (2.4.1.2) sa razlikom to se umjesto k uzima p kao srednja gustoa na poetku druge dionice cjevovoda i odreuje se iz izraza (2.4.2.5):

Odnosno:

Tako da je:

2.4.3 Prva dionica cjevovodaUlazni podaci: L=191,1 m-duina prve dionice cjevovoda tp=100oC Tp=100+273=373 K-temperatura na poetku prve dionice cjevovoda tk=90oC Tk=90+273=363 K-temperatura na kraju prve dionice cjevovoda p2=414871Pa -apsulutni pritisak na kraju prve dionice, odnosno na poetku druge dionice m=0,75 -koeficijent otpora mjeavine pepela i zraka usvaja se brzina strujanja na kraju cjevovoda : vk=9,03 m/s 1=3,98 kg/m3 srednja gustoa na kraju prve dionice cjevovoda unutranji prenik D=200mm

Pad pritiska prve dionice se odreuje pomou izraza (2.4.3.1):

gdje su: p1 , Pa-pritisak na poetku prve dionice Gf = 1,61 kg/s- maseni protok vazduha Ck=7,85-koncetracija pepela u vazduhu A, m2-povrina poprenog presjeka cjevovoda i odreuje se prema izrazu (2.4.3.2):

Prema tome je izraz za raunanje pritiska na poetku druge dionice:

Izraunata vrijednost pritiska iterativnim postupkom je p1=665872 Pa.Pad pritiska prve dionice je:

Brzina na poetku prve dionice cjevovoda se rauna prema izrazu (2.4.3.4):

gdje je : q, m3/s- zapreminski protok vazduha, ali na poetku prve dionice i rauna se kao prema izrazu (2.4.1.2) sa razlikom to se umjesto k uzima p kao srednja gustoa na poetku prve dionice cjevovoda i odreuje se iz izraza (2.4.3.5):

Odnosno:

Tako da je:

2.4.4 Tabelarni prikaz dobijenih rezultataU Tabeli 2.4.4.1 prikazani su izraunati pad pritiska i brzina na poetku dionice za svaku dionicu.Tabela 2.4.4.1 Prikaz pada pritiska i brzine na poetku dionice za svaku dionicuPrva dionicaDruga dionicaTrea dionica

Pad pritiska, Pa251001213539100332

Brzina na poetku dionice, m/s7,789,0310,05

3.0 ZakljuakTransport pepela moe biti hidraulini i pneumatski od kojih svaki ima svoje karakteristike: pneumatski transport je unutranji transport i koristi se za manje daljine. Pri hidraulikom transportu pepela mora se voditi rauna o uticaju vode na pepeo. To je vanjski transport i pogodan je za vee daljine. I hidrauliki i pneumatski transport pepela dosta zavise od fizikih osobina mjeavine koja se transportuje,na koju najvie utiu fizike osobine pepela. Poznavanjem fizikih osobina mjeavine i tehnikih karakteristika transportne linije moe se izvriti proraun pada pritiska u odreenim dijelovima transportnog cjevovoda, kao i proraun brzina. U ovom radu uraen je proraun pada pritiska i brzina u tri dionice pneumatskog transportnog cjevovoda i sve dobijene vrijednosti su u dozvoljenim granicama.

Literatura Transport fluida i vrstih materijala cevima-dr. Mane ai, Nauna Knjiga, Beograd, 1990. http://www.arcon-minerals.com.hr/hr/primjene/transport/pneumatski-transporteri - datum i vrijeme posjete : 5.5.2015, 16:55 http://www.sanyosteel.com/files/EN/EN%2010220.pdf datum i vrijeme posjete: 6.5.2015, 15:16 http://en.wikipedia.org/wiki/Pneumatic_tube#Technical_characteristics datum i vrijeme posjete: 7.5. 2015, 13:03 http://en.masfak.org/wiki/transport with fluids#pneumatic hidraulic_characteristics datum i vrijeme posjete: 7.5. 2015, 13:23

1