In Frachtgut-Pipelines werden Öl, Mineralien, Gase, Lebensmittel, Schlämme, Flugasche etc. transportiert. Für die Auslegung von Pipelines mit Kostenminimum existiert eine Reihe von Methoden, in die beim Transport von Schlämmen die ungünstigsten Größen eingehen. Diese Probleme wurden durch Pipelines mit hydraulischen Kapseln gelöst. Der zu transportierende Stoff wird in Hohlcontainer verschiedener geometrischer Formen gefüllt und in einer Trägerflüssigkeit durch die Rohrleitung transportiert. Auf der Basis der Minimal-Gesamtkosten arbeitet die vorgestellte Methodik, mit der die optimale Auslegung einer Pipeline mit sphärischen Kapseln berechnet wird. Ermittelt werden Pipeline-Durchmesser und Abstand zwischen den aufeinanderfolgenden Pumpstationen für eine gegebene Pumpkraft. Die Gesamtkosten sind die Summe der Pumpenergiekosten + Rohrkosten + Kapselkosten. Für das Modell werden bestimmte Annahmen für die Art des Materialflusses (Kapseln in Kontakt), Mischungsgeschwindigkeit, Druckabfall und Verhältnis Kapseldurchmesser/Rohrdurchmesser vorausgesetzt; damit werden die Gleichungen für Kapseldurchsatz, Gesamtdurchflußmenge/Zeit und Mischungsdichte formuliert. Verluste durch Reibung, in Fittings etc., Pumpenergie, Kosten für Rohre und Kapseln werden als Gleichungen ausgedrückt, und die Optimalgröße der Pipeline kann für jedes Material mit beliebiger Rauhigkeit berechnet werden. Als Konstruktionsbeispiel ist eine Pipeline für Kohlenasche gegeben: optimaler Durchmesser 0.254 m, optimaler Abstand der Pumpeinheiten 3.769 m, Kapselgeschwindigkeit 2.04 m/s, turbulente Strömung (Reynoldszahl 5.6x10/exp 5)), Reibungsfaktor 0.0185. Das Optimierungsverfahren ist über einen weiten Datenbereich anwendbar, wenn ein Durchsatz zwischen 0.01 und 1.0 m3/s für relative Dichten von 1.41 (Kohle) bis 4.2 (Eisenerzschlamm) erreicht werden soll.
Optimal sizing of powder handling horizontal capsule pipelines
Optimalgrößenberechnung von Pipelines zum horizontalen Pulvertransport in Kapseln
Powder Handling and Processing ; 10 , 2 ; 185-189
1998
5 Seiten, 4 Bilder, 2 Tabellen, 10 Quellen
Article (Journal)
English
Rohrfernleitung , Pipeline-Pumpe , Container (Transportbehälter) , Asche , Kohle , Eisenerz , Suspension , Flüssigkeit , Verkapseln , turbulente Strömung , Reynolds-Zahl , Durchfluss , Kostenoptimierung , Systemoptimierung , Transportkosten , numerisches Verfahren , Hydraulikleitung , Reibungsverlust , Innendurchmesser , Horizontalposition , Reibungsfaktor
Submarine Horizontal Launch TACTOM Capsule
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