Druk cilinder berekenen van een constante stroom grondstof (overstort transportband)

Daniel stelde deze vraag op 31 mei 2017 om 15:21.
Beste lezer,

Voor mijn opleiding werk ik aan een modificatie aan een transportband waarin ik een hydraulische unit wil plaatsen, dienend voor het verstellen van de stortplaat. Dit is het onderdeel waar het massagoed tegenaan valt waardoor het gericht gestort wordt op de onderliggende (en kruisende) transportband. Echter loop ik vast in de berekening van de druk die wordt uitgeoefend op de cilinder. (de cilinder stuurt de stortplaat aan)

De capaciteit van de band is 2263 ton/uur.(Dit is een gegeven op tekening, dus bandsnelheid en maximaal volume zitten hierin verwerkt) Dit heb ik vervolgens teruggerekend naar N/sec en gedeeld door de oppervlakte van de zuigerstang van de cilinder=> p=F/A .

Ik loop aan tegen de tijdseenheid welke naar mijn idee niet aanwezig moet zijn. (N/sec) dit moet toch gewoon Newton zijn voor een juiste berekening? Want mocht ik N/minuut invoeren, krijgen ik een compleet andere druk.  Ik heb alleen geen idee hoe ik deze eenheid weg werk. Of is dit toch goed berekend?

Bij voorbaat hartelijk bedankt voor de hulp.

(Mijn berekening is te vinden in de bijlage)

Bijlagen:

Reacties

Jan van de Velde op 31 mei 2017 om 17:13
Dag Daniël A,

Wij zijn hier geen constructiespecialisten. Maar zonder tekening is je berekening in elk geval niet te volgen. 
Ik interpreteer je probleem als een stroom materiaal die van richting veranderd moet worden tegen een plaat. De snelheid waarmee dat spul tegen die plaat vliegt en daarna weer wegvliegt zijn dan wel degelijk van belang, want dat is allesbepalend voor de snelheidsverandering, en dus voor de versnelling, en dus voor de kracht.

Is je stortgoed fijn genoeg verdeeld dan lijkt het sterk op het probleem van een horizontale waterstraal haaks tegen een verticale plaat. 

massastroom ( kg/s ) * snelheidsverandering (m/s) = kracht (kgm/s²) 

Dat geeft een heel wat kleinere kracht dan jij berekent. 

Vraag is ook hoe die kracht naar die cilinder doorgegeven wordt. Ook dat hangt weer van de constructie af. Ik stel me voor dat die plaat scharnierend ophangt en op een of andere wijze  door die cilinder in een juiste hoek wordt gestuurd. Afhankelijk van waar de kracht van de afremmende stroom en de krcht van de cilinder aangrijpen (en in welke hoek) maakt dat alles uit voor een cilinderdrukberekening.

Dus, minstens een heel duidelijke situatieschets graag.

Groet, Jan
Daniel op 01 juni 2017 om 08:27

Beste Jan,

Bedankt voor je reactie en excuus voor de gebrekkige omschrijving.
Ik heb een aantal bijlagen toegevoegd wat hopelijk meer duidelijkheid zal geven van de situatie.

Om even terug te komen op jouw formule, deze snelheid is toch al meegenomen in de capaciteit van de band? En Kgm/s^2, dat is toch nog steeds niet terug te rekenen naar Bar vanwege de tijdseenheid?

Ik had eigelijk aangenomen dan de kinetische energie van het materiaal bijna volledig geabsorbeerd wordt door de afreming van te stortplaat. om deze reden heb ik de formule P=F/A gebruikt. Echter is Pascal niet te verbinden aan een tijdseenheid zoals Kg/sec of N/sec naar mijn idee. Het lastige is dat er geen puntbelasting is (geen enkel object met een bepaalde kinetische en potentiele energie) maar een constante stroom van massa. Zodoende mijn vraagstelling.

De plaat hangt inderdaad scharnierend in de constructie. De preciese min. en max. hellingshoeken zijn (nog) niet accuraat maar de cilinder valt in iedergeval haaks op de stortplaat. De hoek(en daarmee de kracht) van materiaalstroom op de plaat kan ik later met goniometrie bereken.

Ik hoop dat ik de situatie op deze manier zo duidelijk mogelijk heb geformulierd.

Hartelijk dank voor de hulp,

Groeten, Daniel


Bijlagen:

Daniel op 01 juni 2017 om 08:36

Nog steeds niks, dan maar in 1 bestand.

Jan van de Velde op 01 juni 2017 om 12:01

Daniel A plaatste:

Ik had eigenlijk aangenomen dan de kinetische energie van het materiaal bijna volledig geabsorbeerd wordt door de afremming van de stortplaat.

Remmen van een auto worden heet. Maar dat komt dan ook omdat er kracht op die remmen wordt uitgeoefend om die kinetische energie van die auto om te zetten in warmte. Zonder kracht geen omzetting. En zo ook hier.  

 Om even terug te komen op jouw formule, deze snelheid is toch al meegenomen in de capaciteit van de band? En Kgm/s^2, dat is toch nog steeds niet terug te rekenen naar Bar vanwege de tijdseenheid?

kgms-2 is de notatie in SI-grondeenheden voor newton (N) , die "tijdseenheid" zit dus net zo goed in die Newton.
Die grondeenheden bevestigen dat mijn formule in ieder geval dimensioneel klopt: 
m/s * kg/s = kgm/s² = N 

Je zou dezelfde massastroom ook met een veel lagere snelheid kunnen aanvoeren: kwestie van een bredere aanvoerband nemen: 2 x zo breed, en met de halve snelheid, komen er dan evenveel kilogrammen per seconde afrollen. En dat heeft dus wel degelijk invloed op de kracht waarmee dat op die stortplaat ketst, want met de halve snelheid is de bewegingsenergie 4 x zo klein (vanwege dat kwadraatje in ½mv²) . 

Botst de materiaalstroom op hetzelfde punt tegen de plaat als de cilinder erachter zit  dan is dát (kg/s x m/s) dus gelijk aan de kracht op de cilinder (massa van de plaat zelf nog even buiten beschouwing gelaten).


Die kracht Fmat
drukt dus op je cilinderdoorsnede A,
en geeft daar een druk p.

In verdere  berekeningen neem je dan de hoek mee, en een eventuele verschuiving van het aangrijpingspunt (en hoek) van de cilinder waardoor andere momenten en dus andere krachten in die cilinder en dus een andere druk in die cilinder ontstaat.

Groet, Jan

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Noortje heeft twintig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Noortje nu over?

Antwoord: (vul een getal in)