Vakum ile çalışan hava yükseltici (air amplifier) tasarımı ve optimizasyonu

Abstract

Katı maddeleri (tahıl, partikül vb.) transfer etmek için mekanik ve pnömatik sistemler kullanılmaktadır. Mekanik sistemler, uzun yıllardan beri kullanılmasına karşın, transfer edilen ürünlerin kısmen kırılmasına, gürültüye ve toza neden olmaktadır. Pnömatik sistemler ise, üfleme ve vakum olmak üzere iki farklı şekilde çalışmakta ve tahılların daha verimli ve hasarsız bir şekilde taşınmalarını sağlamaktadır. Bu çalışmada özellikle, vakum ile çalışan pnömatik taşıma sistemleri araştırılmıştır. Çalışmada, hava yükseltici (air amplifier) kullanılarak tahılların transfer edilmesi prosesi deneysel olarak ve Sonlu Elemanlar (SE) yöntemi ile incelenmiştir. Deneysel çalışmada, 15,5mm çapında hava yükseltici ile tahıllar 7 bar basınç altında transfer edilerek kırılma, gürültü, toz, güvenlik ve taşıma kapasiteleri değerlendirilmiştir. Elde edilen veriler ışığında sistemin SE modeli kurulmuş ve deneysel verilerle SE çalışmasından elde edilen veriler karşılaştırılarak SE modeli doğrulanmıştır. Daha sonra SE analizleri 17mm ve 18,6mm çap değerleri ve 5, 6 ve 7 bar basınç değerleri dikkate alınarak tekrarlanmış ve elde edilen sonuçlar irdelenmiştir. Sonuç olarak, gürültü ve ortamda oluşan toz miktarı önemli ölçüde azaltılarak, tahılların hasar görmeden güvenli bir şekilde transferi gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, ihtiyaca göre istenilen taşıma kapasitelerine ulaşabilmek için gerekli hava yükseltici özellikleri tespit edilmiş ve optimize edilmeye çalışılmıştır. Sabit basınç altında, hava yükselticinin çapının artması ile hız azalırken, transfer edilen tahıl miktarı artmıştır. Sonuçta, toz ve gürültü gibi çevreye zararlı etkiler en aza indirerek, mevcut mekanik sistemlerle aynı ya da daha yüksek kapasitede tahıl transferine imkân sağlayacak parametreler SE yöntemi ile belirlenmiştir. Anahtar kelimeler: Hava yükseltici, Pnömatik taşıyıcı, Sonlu Elemanlar, ptimizasyon

Mechanical and pneumatic systems are used to transfer solids (grains, particles, etc.). Although mechanical systems have been used for many years, they cause partial breakage, noise, and dust of the transferred products. Pneumatic systems are operated in two different ways: blowing and vacuum, allowing the grains to be transported more efficiently and without damage. In this effort, vacuum-operated pneumatic conveying systems were investigated. In this report, by using the SolidWorks program, the whole of the system in general and the fragment of air amplifier in particular designed and then the flow simulation part of SolidWorks application is used for analyzing the flow of fluid that has described in further parts of this report by showing on figures. The process of transferring the grains by using an air amplifier is examined experimentally and by using the Finite Element Method (FEM) analysis. As a result, noise and the amount of dust generated in the environment are reduced significantly and the grain is transferred safely without damage. In addition, the required air amplifiers features have been determined and optimized to achieve the desired carrying capacity according to the need. Keywords: Air Amplifier, Vacuum, SolidWorks, Pneumatic conveying, FEM