Copyright: https://www.shear-test.de
+49 (0)2595 2126573 | Info@shear-test.com


Siloauslegung für Massenfluss

Massenflusssilo bzw. Kernflusssilo

Zur Vermeidung von Problemen bei der Lagerung und Austrag von kohäsiven Schüttgütern sollten Silos immer auf Massenfluss ausgelegt werden. Bei Massenflusssilos ist beim Austrag das gesamte Schüttgut in Bewegung. Probleme wie sie bei Kernfluss / Schlotfluss entstehen, können so vermieden werden.

Während des Kernflusses sind nur Teile des Schüttguts in Bewegung. Dadurch kann es zu

  • unterschiedlichen Verweilzeiten des Materials im Silo, bis hin zu toten Zonen,
  • Entmischung,
  • Staubbildung
  • exzentrische Schachtbildung,
  • Fluidisierung bzw. Schießen des Materials,
  • unregelmäßiger Auslaufmassenstrom,
  • Zeitverfestigung,

kommen.

Erkennen und Vermeiden Sie schon im Voraus Probleme und Folgekosten durch Schüttgutuntersuchungen.

Je nach Schüttguteigenschaften, Dimensionierung, Bauform der Lagerstätte und Wandmaterial muss der Trichter steil genug sein, damit sich Massenfluss einstellt. Steilere Trichter führen jedoch zu großen Bauhöhen, mehr Materialeinsatz oder verringern die Kapazität der Lagerstätte.

LIMITING CRITERIA FOR MASS FLOW / FUNNEL FLOW

φeφwßcrit
   35.6 deg10.7 deg45.7 degMASS FLOW
    

Limit criterion for mass flow / funnel flow

Auszug aus der automatischen online Siloberechnung:

Nach den Schüttgutuntersuchungen steht ihnen ein online Berechnungstool zur Bestimmung des Grenzkriteriums für Massenfluss / Kernfluss zur Verfügung. Mit den gemessenen Stoffdaten lassen sich dadurch leicht der notwendige Trichterwinkel bzw. die Auswahl des geeigneten Wandmaterials bestimmen.

 

 

Anwendungsbeispiel: Staub und Überlastung durch falsches Austraggerät

 

Schachtbildung durch Austraggeräte

Viele Austragsgeräte aktivieren nicht den gesamten Bereich vom Siloauslass. Beispielsweise zieht ein Schneckenförderer nur von der Rückseite aus Material ab, wenn er im vorderen Bereich kein Platz mehr hat, um weiters Material aufzunehmen. Ein Förderband dagegen aktiviert meist nur die Vorderseite. Auch durch Einsatz von Einbauten oder falscher Konstruktion kann es zu Schachtbildung kommen.

Daraus erkennen wir, dass es nicht nur notwendig ist, einen genügend großen Trichterauslauf zu haben, um Brückenbildung zu vermeiden, sondern die Art des Austragsbodens muss auch den gesamt notwendigen Auslauf aktivieren können.

Ist der Schaftdurchmesser zu groß, entsteht ein zentraler Strömungsbereich mit Kernfluss. Bei übergroßen Durchmessern bildet das Pulver eine zentrale Fließzone und eine tote Zone in der Nähe der Silowände. Entsprechend der Kohäsion des Pulvers kann eine stabile ringförmige Wand entstehen. An dieser ringförmig ausgebildeten Wand wirkt ein entsprechender Druck abhängig von der Höhe des Schachts. Dieser Druck kann nicht größer sein, als die Druckfestigkeit des Pulvers. Wird die Druckfestigkeit überschritten kann es zum plötzlichen Einbrechen des Schachtes kommen mit all den im Vorfeld aufgeführten Problemen wie Staubbildung, Fluidisierung usw. Bei richtiger Silodimensionierung fließt der gesamte Siloinhalt wie ein Kolben in einem Zylinder und eine Schachtbildung wird verhindert.

Beim Einstürzen von Schächten können Staubwolken entstehen, welche eine Gefahr für eine Staubexplosion darstellen können. Die Staubkonzentration lässt sich nicht kontrollieren und variiert mit der Zeit. Das bedeutet, dass kritische Staubkonzentrationen für eine bestimmte Zeit bei jedem Einsturz eines Schüttgutschachts auftreten können.

Eine weitere Gefahr durch den Einsturz besteht darin, dass sich das einstürzende Schüttgut mit Luft vermischt und fluidisiert. Das führt zu hydrostatischen Drücken auf die Silowände und Austragsgeräte welche die normalen Silodrücke weit übersteigen können.

Verhindern lässt sich das nur, durch Gewährleistung von Massenfluss im Silos.

discharge equipments which leeds to ratholling

Neugestaltung eines Weizenmehlsilos

In einem Weizenmehlsilo, kam es durch Einsturz des Fließkanals zu Schäden an den Silowänden. Der ursprüngliche Trichterwinkel und die Austrittsöffnung waren groß genug dimensioniert, um Massenfluss zu gewährleisten und Brückenbildung zu verhindern. Das verwendete Austragsgerät, ein Schneckenförderer mit Rührwerk darüber, konnte jedoch nur einen Teil des Austrags aktivieren und verursachte Kernfluss. Schachtbildung mit stabilen Wänden über die gesamte Höhe des Silos war ein tägliches Problem. Manchmal brach es von selbst ein und manchmal musste es manuell zu Einsturz gebracht werden. Dabei fluidisiert das einstürzende Pulver und überlastete die Silowände, die durch den hydrostatischen Druck plastisch verformt wurden.

Die Neugestaltung wurde durch einfaches Auswechseln des ursprünglichen Austragsgeräts realisiert, da der Siloauslass selbst groß genug war. Unter dem ursprünglichen Siloauslauf wurde der Schneckenförderer durch ein Siletta–Vibrationsboden ersetzt der den gesamten Querschnitt aktivieren konnte. Schachtbildung trat nun nicht mehr auf und die Spannungen blieben im normalen Bereich.

Schlussfolgerung

Aus dem Beispiel der industriellen Praxis haben wir gesehen, dass eine falsch dimensionierte Austragsöffnung oder die falsche Wahl des Austragsbodens gefährliche Situationen hinsichtlich Staubexplosion oder statischer Überlastung verursachen kann. Durch richtige Konstruktion, unter Berücksichtigung der Schüttgutparameter können Probleme verhindert und eine sichere statische und technologische Installation erreicht werden.

 

Copyright, SHEAR-TEST.com - PHYSICAL PROPERTIES OF BULK SOLIDS - Info@shear-test.com Alle Rechte vorbehalten. Text, Bilder, Grafiken, Sound, Animationen und Videos sowie deren Anordnung auf unserer Websites unterliegen dem Schutz des Urheberrechts und anderer Schutzgesetze. Der Inhalt dieser Websites darf nicht kopiert, verbreitet, verändert oder Dritten zugänglich gemacht werden. Einige der auf der Webseite befindlichen Bilder unterliegen außerdem dem Copyright Dritter.