DISEÑO Y CALCULO DE SILOS Y TOLVAS

DISEÑO Y CALCULO DE SILOS Y TOLVAS

En cuanto al diseño de silos y tolvas, es necesario conocer la etapa del proceso, ya que esto definirá su uso y capacidad, en el caso de los silos se va a diseñar los silos de almacenamiento, que tienen como fin el paso del carbón desde las bandas transportadoras hasta los trenes de carga.

1.1 Geometría Básica de los silos

Los silos se componen de dos figuras conocidas, en la parte superior el silo lleva un cilindro y abajo una tolva que tiene la forma de un cono truncado. (Ver figura XXX)

FIGURA XXX
GEOMETRIA BASICA

[pic 1]

FUENTE: Esta fuente

1.2 Capacidad almacenar y dimensiones

La capacidad almacenar de estos silos será de 12000 toneladas, para hacer elk diseño del cilindro del silo es necesario conocer:

Peso específico^[1]: 800 Kg/m3  

V = Peso/Peso especifico

V = 12000000Kg/800Kg

V = 15000 m3

En cuanto a las dimensiones, se va a emplear la siguiente formula.

[pic 2]

Donde:

H = altura del cilindro (H = V/Área)

Área = Correspondiente a el área de un circulo (π.r2)

Por lo tanto para encontrar el radio tenemos que:

V = [pic 3]

[pic 4]

 = [pic 5][pic 6]

r = 12,15 m

Para calcular la altura se tiene que:

[pic 7]

[pic 8]

H = 32,3 m

Para el cálculo de la tolva debemos conocer la abertura (B) de la tolva con la siguiente fórmula:

[pic 9]

Donde:

W: Flujo de materia (6878,6 lb/s)

: Angulo de rozamiento del material (40º)^[2][pic 10]

: Densidad o peso especifico del material (49,84 lb/ft3)[pic 11]

g: gravedad (32.2 ft/s2)

Remplazando obtenemos que:

[pic 12]

B = (3135,12)1/5

B = 5 ft

Esto es igual a  B = 1,52 m

Luego para encontrar la altura la tolva aplicamos la trigonometría asi:

FIGURA XXX

[pic 13]

FUENTE: Este trabajo

Tan = CO / CA[pic 14]

Donde conocemos que el cateto opuesto es igual al radio del cilindro o tolva en la parte superior – el radio inferior de la abertura, por lo tanto:

CO = 12,15 m – 0,76 m

CO = 11,38 m

Para en encontrar la altura tenemos que:

Ht = CO / tan[pic 15]

Ht = 11,38 / tan (40)

Ht = 13,56 m

Pasamos a calcular la capacidad de la tolva y obtenemos que:

[pic 16]

Por lo tanto remplazando tenemos:

[pic 17]

Vtolva = 2287,76 m3

En peso la tolva tendría la capacidad de:

W = Peso especifico * Volumen

W = 800 Kg/m3 * 2287,76 m3

W = 1830,2 Kg

Esto es igual a 1,830 toneladas

1.3 Espesor del silo.

El espesor de la lamina de los silos se debe hacer por partes, en primer lugar para el cilindro en donde se harán varias divisiones y según las presiones con respecto a la altura, se calculara el espesor, luego se calculara para la tolva, teniendo en cuenta la presión en la pared horizontal y vertical.

La fórmula para ambos casos es:  [pic 18]

Donde:

Pz: Presión de empuje lateral unitario.

r: radio

: Sigma de fluencia [pic 19]

1.3.1 Espesor en el cilindro.

Para los datos de espesor se utilizo el software MATLAB para encontrar el valor de los espesores, (Ver ANEXO XXX), los datos se registraron en la siguiente tabla:

TABLA DE ESPESORES

SILO PARTE CILINDRICA

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