Wyznaczanie gęstości upakowania materiału w silosie na podstawie danych pomiarowych elektrycznej tomografii pojemnościowej (ECT)

• Autorzy: Grudzień K. , Niedostatkiewicz M. , Chaniecki Z. , Romanowski A. , Sankowski D.

Warianty tytułu

EN

Estimation of material packing density in silo based on the electrical capacitance tomography (ECT) measurements data

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł przedstawia zastosowanie tomografii pojemnościowej do pomiaru zmian porowatości materiałów sypkich w trakcie opróżniania silosów. Autorzy koncentrują się na wyznaczeniu dokładnej zależności między wartością zmiany koncentracji materiału sypkiego a zmianami pojemności międzyelektrodowych czujnika pomiarowego. Zmiany koncentracji przedstawione zostały w formie zmian wartości wskaźnika porowatości materiału sypkiego. Określenie relacji między dynamicznymi zmianami koncentracji materiału a spowodowanymi tym faktem zmianami pojemności pomiarowych pozwoli na oszacowanie błędu wyznaczania koncentracji materiału w celu ilościowej analizy danych pomiarowych. Dodatkowo umożliwi to lepsze wykorzystanie tomografów pojemnościowych w systemach kontroli i sterowania procesem przemysłowym. W artykule przedstawiono wstępne wyniki analizy dla przypadku napełniania i składowania piasku w silosie ze ścianami gładkimi. Prezentowane wyniki badań stanowią część programu badawczego którego celem jest opracowanie tomograficznego systemu do bezinwazyjnej diagnostyki przepływu materiału sypkiego w silosach.

EN

This paper describes the application of Electrical Capacitance Tomography (ECT) to measurement of porosity changes in bulk solid during the process of silo unloading. Authors focus on identification of the strict relationship between the change of bulk solid concentration and measured sensor inter-electrode capacitance records. The concentration changes are showed in the form of bulk solid porosity indicator value changes. The derivation of the relationship between dynamic material concentration changes and resulting capacitance changes will allow to estimate the error of the material concentration determination. This will be helpful in quantitative analysis of measurement data. In addition, this will also help in better utilization of capacitance tomography systems in industrial control systems. This paper presents preliminary results of analysis for loading and storing of sand in smooth-wall silo. Presented results are part of the wider research programme targeted in development of the tomographical system for noninvasive diagnostic of material flow in silos.

Słowa kluczowe

PL

porowatość; koncentracja materiału sypkiego; tomografia pojemnościowa

EN

Markov chain; MCMC; electrical tomography inverse problem

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Automatyka / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie
• Rocznik: 2009
• Tom: T. 13, z. 3/2
• Strony: 1285--1295
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., wykr., tab

Twórcy

autor

Grudzień K.

• Katedra Informatyki Stosowanej, Politechnika Łódzka

autor

Niedostatkiewicz M.

• Katedra Podstaw Budownictwa i Inżynierii Materiałowej, Politechnika Gdańska

autor

Chaniecki Z.

• Katedra Informatyki Stosowanej, Politechnika Łódzka

autor

Romanowski A.

• Katedra Informatyki Stosowanej, Politechnika Łódzka

autor

Sankowski D.

• Katedra Informatyki Stosowanej, Politechnika Łódzka

Bibliografia

• [1] Seville JPK., Tuzim U., Clift R., Processing of Particulate Solids. Blackie Academic, London, 1997, 1-377.
• [2] Eibl, J., Investigation on silo pressures. Proc. of the 2nd International Conference on Silos and Storage Installations, Teheran, 1992, 1-24.
• [3] Niedostatkiewicz, M., Normant, K., Uwarunkowania prawne redukcji efektów dynamicznych występujących podczas opróżniania silosów. International Workshop „City of tomorrow and cultural heritage-Pomerania outlook", Gdańsk, vol. 1, 2005, 49-52.
• [4] Niedostatkiewicz M., Normant K., Redukcja efektów dynamicznych podczas opróżniania silosów w świetle obowiązujących przepisów prawnych. Przegląd Budowlany, Warszawa, 3, 2006, 31-34.
• [5] Tejchman J., Silo-quake-measurements, a numerical polar approach and a way for its suppression. Thin-Walled Structures, 31/1-3, 1998, 137-158.
• [6] Wensrich C, Experimental behaviour of quaking in tall silos. Powder Technology, 127, 2002, 87-94.
• [7] Niedostatkiewicz M., Tejchman J., Experimental and theoretical studies on resonance dynamic effects during silo flow. Powder Handling & Processing, 15, 1, 2003, 36-42.
• [8] Wilde K., Rucka M., Tejchmna J., Silo music-mechanism of dynamic flow and structure interaction. Powder Technology, 186, 2008, 113-129.
• [9] Niedostatkiewicz M., Tejchman J., Reduction of dynamic effects during granular flow in silos. Bulk Solids & Powder Science & Technology, 1, 3, 2008, 51-55.
• [10] Wilde K., Tejchman J., Rucka M., Niedostatkiewicz M., Experimental and theoretical investigations of silo music. Powder Technology, 2009 (w druku).
• [11] Jeanmure L.F.C., Dyakowski Т., Zimmerman, W.B.J., Clark W., Direct flow-pattern identification using electrical capacitance tomography. Experimental Thermal and Fluid Science, 26, 2002, 763-773.
• [12] Jeanmeure L.F.C., Dyakowski Т., Zimmerman W.B.J., Baker G., Use of Raw Capacitance Tomography Data for Flow Pattern Control. Proceedings of 2nd World Congress on Industrial Process Tomography, Hannover, Germany, 2001, 12-19.
• [13] Pląskowski A., Beck M.S., Thorn R., Dyakowski Т., Imaging industrial flows, applications of electrical process tomography. Institute of Physics Publishing, Bristol, 1995, 214.
• [14] Grudzień К., Chaniecki Z., Niedostatkiewicz M., Romanowski A., Sankowski D., Description of the dynamie silo discharging in tomographicalprocess diagnosis. The 5th International Symposium on Process Tomography, Zakopane, 1-6, PT08_cr27, 2008.
• [15] Niedostatkiewicz M., Grudzień К., Chaniecki Z., Tejchman J., Determination of the bulk solid concentration changes during granular flow in a model silo with ЕСТ sensors. Chemical Engineering Science, 64, 2008, 20-30.
• [16] Grudzień К., Niedostatkiewicz M., Chaniecki Z., Application of ЕСТ method for detection of bulk solid vibration during silo emptying process using raw data and reconstructed images. The 3rd International Workshop on Process Tomography (IWPT3), Tokyo, 70, 56, 2009, 1-8.
• [17] Bolt A., Cichy W, Topolnicki M., Zadroga В., Mechanika gruntów w zadaniach. Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej, Gdańsk, 1985, 1-283.
• [18] Williams R.A., Beck M.S. (eds.), Process Tomography - Principles, Techniques and Applications. Butterworth-Heinemann, Oxford, 1995, 1-507.
• [19] Scott DM., McCann H., Process Imaging for Automatic Control. Taylor and Francis Group, 2005, 1-439.