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Verstopfungsgeschwindigkeit

Warum verstopfen pneumatische Transportsysteme und wie lässt es sich vermeiden?

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Zusammenfassung des Abschnitts
1. Definition
2. Berechnung der Verstopfungsgeschwindigkeit

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1. Definition

Was ist die Verstopfungsgeschwindigkeit einer Förderleitung?

In einem pneumatischen Fördersystem Förderluftgeschwindigkeit unterhalb derer die geförderten Feststoffe beginnen, sich am Boden von vertikalen Rohrleitungenabzusetzen, was entweder zu einer Verstopfung oder zu Dichtstromförderungführt, wird als **Verstopfungsgeschwindigkeit** bezeichnet.

Wie lässt sich Verstopfung in pneumatischen Förderleitungen verhindern?

Um in Dünnstromförderung (dilute phase) ein Schüttgut zu fördern, muss die minimale Förderluftgeschwindigkeit im vertikalen Abschnitt der Leitung HÖHER sein als die Verstopfungsgeschwindigkeit.

Abbildung 1: Rohrverstopfung aufgrund einer Luftgeschwindigkeit unterhalb der Verstopfungsgeschwindigkeit

2. Berechnung der Verstopfungsgeschwindigkeit

Wie berechnet man die Verstopfungsgeschwindigkeit eines Materials?

Die Verstopfungsgeschwindigkeit wird am besten durch Versuche in einer **Pilotanlage** bestimmt. Falls jedoch eine erste **Auslegungsbewertung** oder eine Fehlersuche an einer bestehenden Leitung durchgeführt werden soll, stehen Korrelationen zur Verfügung. Auslegung oder zur Analyse einer bestehenden Leitung können Korrelationen herangezogen werden.

Die folgende Gleichung stammt von Punwani et al. [1]:

Mit:
G_s = Massenstromdichte der Feststoffe (kg/m²/s)
ϵ_CH = Hohlraumanteil (Porosität) im Rohr bei der Verstopfungsgeschwindigkeit U_CH = (1 – volumetrische Feststoffkonzentration)
ρ_s = Partikeldichte (kg/m 3⁾
ρ_g = Gasdichte (kg/m 3⁾
U_CH = Verstopfungsgeschwindigkeit (m/s)
D = Rohrdurchmesser (m)
Alle Angaben in SI-Einheiten

Beide Gleichungen müssen simultan durch Iteration gelöst werden, um ϵ_CH  und U_{CH zu berechnen.}

Hinweis: Was ist der Unterschied zwischen Verstopfungsgeschwindigkeit und Saltationsgeschwindigkeit?

Die Verstopfungsgeschwindigkeit, die in vertikalen Leitungen auftritt, darf nicht mit der der Salationsgeschwindigkeit was in horizontalen Leitungen auftritt. Die Salationsgeschwindigkeit ist höher als die Stopfgeschwindigkeit ("Choking Velocity"), daher vermeidet ein Systemdesign oberhalb der Salationsgeschwindigkeit das Unterschreiten der Stopfgeschwindigkeit in vertikalen Rohrleitungen.

Quellen und weitere Referenzen
[1] "Grundlagen der Pulvertechnologie", M.J. Rhodes, 1990, Seite 148