Bienvenue sur

---

Méthode de conception des lignes de transport pneumatique à phase dense

Calcul de mise à l'échelle à partir d'essais pilotes

Suivez-nous sur Twitter 
Question, remarque ? Contactez-nous à admin@powderprocess.net

---

Résumé de la section
1. Méthode et limitations
2. Procédure de calcul du système de transport à phase dense à partir des résultats de l'usine pilote
3. Exemple de conception d'un système de transport à phase dense
4. Outil de calcul Excel pour la phase dense (mise à l'échelle)
5. Méthodes publiées pour la conception du transport pneumatique à phase dense - Calcul de la chute de pression de la phase dense

---

1. Méthode et limitations

Comment concevoir et dimensionner une ligne de transport pneumatique à phase dense ?

Il existe peu de méthodes publiées pour calculer le système de transport pneumatique à phase denses mais la plupart des connaissances ici restent avec les fournisseurs spécialisés. Quoi qu'il en soit, si les lignes de transport pneumatique à phase diluée peuvent être dimensionnées avec confiance grâce à des modèles, ce n'est pas tout à fait vrai pour le transport à phase dense, ainsi les essais pilotes sont presque toujours réalisés afin de concevoir une nouvelle installation et de contrôler / ajuster les résultats des modèles.

Figure 1 : Système de transport à phase dense typique

Les calculs ci-dessous montrent comment mettre à l'échelle - ou réduire dans certains cas - les résultats de l'usine pilote afin de concevoir une ligne industrielle, cela se concentre notamment sur les paramètres à maintenir constants.

2. Procédure de calcul : conception du système de transport à phase dense à partir des résultats de l'usine pilote

Afin d'obtenir des résultats de test significatifs, les éléments suivants doivent être assurés :

• La ligne d'essai a un tuyau d'une longueur similaire, mais surtout un nombre similaire de coudes que la ligne industrielle

• Le rapport de charge de solides est similaire à celui prévu pour la ligne industrielle Le

• débit de prise et la vitesse de fin de ligne sont déterminés et maintenus égaux pour la ligne d'essai et la ligne industrielle La charge de solides et la vitesse de l'air sont ainsi les constantes pour la mise à l'échelle. Le diamètre du tuyau et le

débit volumétrique d'air doivent ainsi être ajustés en conséquence. À partir de là, la pression observée lors des essais devrait être la même à l'échelle industrielle si les constantes ci-dessus sont respectées, ainsi le diamètre du tuyau industriel et le débit d'air industriel peuvent être calculés de la manière suivante : Diamètre du tuyau

Le débit massique par unité de surface de section transversale du tuyau est maintenu constant :

m

pindus

/S_indus= m_ppilot /S_pilotLe débit d'air peut alors être calculé par_Q

air_indus_N

= S_indus * u_pick-up * ρ / ρ_N en Nm₃ /h^{Avec :}m

pindus

Le rapport de charge de solides est similaire à celui prévu pour la ligne industrielle_{et la vitesse de l'air est constante pour la mise à l'échelle} = débit massique du produit MIS À L'ÉCHELLE en kg/h
m_ppilot = débit massique du produit OBSERVÉ dans l'usine pilote en kg/h
S_indus = section de tuyau MIS À L'ÉCHELLE en m²
S_pilot = section de tuyau UTILISÉE dans l'usine pilote en m²
D = diamètre du tuyau MIS À L'ÉCHELLE en m
d = diamètre du tuyau UTILISÉ dans l'usine pilote en m
Q_{air_indus_N} = débit d'air MIS À L'ÉCHELLE en Nm³/h³/h
u_{pick_up} = vitesse de l'air au début du tuyau OBSERVÉE dans l'usine pilote, paramètre conservé constant pour la mise à l'échelle
ρ = poids spécifique de l'air au début du tuyau de transport, déterminé à partir de la pression OBSERVÉE dans l'usine pilote et SUPPOSÉ constant à l'échelle industrielle, en kg/m³³
ρ_N = poids spécifique de l'air dans les conditions normales en kg/m³³

3. Exemple de calcul pour concevoir un système de transport en phase dense

Exemple de dimensionnement d'une ligne de transport en phase dense à partir de résultats d'essais en usine pilote

Un essai est organisé pour concevoir une ligne de transport pneumatique en phase dense industrielle pour un matériau sensible à la rupture. La ligne industrielle doit être en mesure de transporter 8 t/h, la disposition du tuyau est de 50 m dont 15 m verticaux et comporte 5 coudes.

La conception nécessite de connaître les éléments suivants :

Un essai en usine pilote est réalisé sur une ligne équipée d'un diamètre de 60 mm. La disposition est de 50 m, avec seulement 5 m d'élévation mais 5 coudes. Les essais confirment la possibilité de transporter en phase dense les matériaux. Les résultats des essais sont présentés ci-dessous :

Le calcul suivant peut alors être effectué :

• Q_air = 67*1/2,2 = 30,5 m³³/h
• U_décollage = 30,5/(π*0,06²/4) / 3600 = 3 m/s^mair
• = 67*1,2 = 80 kg/h_{τ = 2000/80 = 25} Hauteur manométrique
• Diamètre intérieur

L’écoulement du matériau et de l’air par rapport à la section de tuyauterie est conservé lors de l’augmentation d’échelle.
Pour l’exemple D = (8000/2000*0.06²)^0.5 = 0.12 m
La vitesse de transport de l’air est conservée entre l’essai pilote et l’installation industrielle, ainsi le débit d’air peut être calculé :
Q_air = U_pickup * S_indus = 3 * π * D² /4 = 122 m³/h à 1,2 bar g
Ceci donne 267 Nm³/h

En résumé

Notez que la ligne industrielle ayant une altitude supérieure à celle de l'usine d'essai, le concepteur devrait considérer une pression supplémentaire générée par la colonne de produit à soulever et ajuster le calcul - non détaillé ici.

4. Outil de calcul Excel de phase dense (mise à l'échelle)

Vous pouvez accéder au tableur de calcul Excel ici

Comme mentionné ci-dessus, la phase dense de convoyage est toujours un processus de convoyage délicat et une conception devrait toujours être réalisée avec une entreprise reconnue, la procédure ci-dessus n'étant que pour la sensibilisation, pour avoir une idée approximative de la mise à l'échelle, et non une conception détaillée.

Cette procédure de mise à l'échelle peut également être utilisée en phase diluée.

5. Méthodes publiées pour la conception du convoyage pneumatique en phase dense - Calcul de la chute de pression de phase dense

Les méthodes de calcul de conception pour le convoyage en phase dense, qui consistent à calculer la chute de pression d'un système de convoyage pneumatique en phase dense, étant donné une disposition de tuyauterie, des propriétés de matériaux et un débit, ne sont généralement pas détaillées dans les livres sur la manutention de solides en vrac, à quelques exceptions près, du moins en ce que l'auteur de ce site a pu lire. Il est donc particulièrement difficile pour les ingénieurs en dehors des entreprises spécialisées produisant ces systèmes de réaliser même des conceptions approximatives de systèmes de convoyage pneumatique en phase dense. Ce paragraphe tente de réaliser une revue de la littérature des méthodes publiées ou de la recherche sur le convoyage pneumatique en phase dense qui pourraient intéresser les ingénieurs travaillant dans ce domaine :

Auteur	Titre du livre, article ou thèse	Année	Description
Sprouse et Schuman	Alimentation en phase dense de charbon pulvérisé en écoulement uniforme en plug (AICHE Journal)	1983	Spécifiquement pour l'écoulement continu en phase dense (écoulement piston)
Luis Sancheza, Nestor A. Vasqueza, George E. Klinzing, Shrikant Dhodapkarb	Évaluation des modèles et des corrélations pour l'estimation de la chute de pression dans le convoyage pneumatique en phase dense et analyse expérimentale (Powder Technology)	2005	Examine plusieurs modèles, le modèle Mi est celui qui est le plus en accord avec l'ensemble des données
Bo Mi	B. Mi, Transport pneumatique à basse vitesse de solides en vrac	1994	Propose un modèle pour le convoyage en phase dense horizontal
Geldart et Ling	Convoyage en phase dense de charbon fin à haute pression totale (Powder Technology)	1990	Modèle pour le convoyage en phase dense
G.E. Klinzing, F. Rizk, R. Marcus, L.S. Leung	Convoyage pneumatique de solides : une approche théorique et pratique (Springer)	2010	Certaines parties du livre traitent du convoyage pneumatique en phase dense de solides
Broyeurs	Guide de conception de transport pneumatique (Butterworths) page 421	2013	Mills applique la méthode de transport universel au transport en phase dense, ces derniers présentant des capacités et des pressions relativement élevées