La teoria e l'applicazione dei pulitori acustici

Un tempo si pensava che i soffiatori di fuliggine sonici e i pulitori acustici fossero l’ultima possibilità per risolvere i difficili problemi di accumulo di cenere. Tuttavia, la tecnologia si è rivelata efficace nel corso di anni di servizio in molteplici applicazioni e l’apparecchiatura è ora vista come una tecnica di pulizia di prima scelta che consente di risparmiare denaro, migliorare l’efficienza e ridurre i danni ai componenti critici.

Sapevi che esiste un semplice dispositivo sonoro in grado di rimuovere i colli di bottiglia del processo, ottimizzare le prestazioni, massimizzare la produzione e migliorare l'efficienza termica? Non è una teoria, è una tecnica collaudata utilizzata ogni giorno in una serie di impianti di produzione di energia e di lavorazione a secco in più di 70 paesi in tutto il mondo.

Questa tecnologia innovativa viene utilizzata nei pulitori acustici e nei soffiatori di fuliggine sonici. Pochi secondi di “suono” a intervalli periodici sono tutto ciò che è necessario per migliorare la conduttività termica in caldaie, economizzatori, riscaldatori d'aria e altro; prevenire l'accumulo di materiale all'interno di silos, ventilatori, filtri, cicloni, precipitatori elettrostatici (ESP) e sistemi di riduzione catalitica selettiva (SCR); massimizzare il flusso di materiale in silos, tramogge e condutture; eliminare le fermate non programmate degli impianti di ventilatori e filtri; e ridurre i picchi di opacità dovuti a ESP e filtri. I pulitori acustici vengono utilizzati ovunque vengano lavorati, generati, immagazzinati o trasportati ceneri, polveri o materiali granulari.

Quindi, cosa sono esattamente le onde sonore create dai pulitori acustici e come funzionano? Il suono può essere meglio descritto come il passaggio di fluttuazioni di pressione attraverso un mezzo per mezzo di una sorgente vibrante. Sono queste fluttuazioni di pressione e i conseguenti cicli di “compressione” e “rarefazione” che vengono utilizzati dai pulitori acustici per spostare le polveri rompendo i legami delle particelle.

L'orecchio in realtà non sente il suono. È un meccanismo sensibile alla pressione che rileva fluttuazioni di pressione molto rapide, e sono queste fluttuazioni di pressione molto rapide che causano il distacco del materiale secco sia dalle particelle adiacenti che dalle strutture.

Nel caso di un pulitore acustico, il generatore di onde crea il tono “base” e la varietà delle sezioni della campana lo amplifica e lo converte in una particolare frequenza fondamentale. All'interno della gamma Primasonics sono disponibili sei frequenze selezionate che vanno da 60 Hz a 420 Hz. Tutto ciò che serve per “alimentare” la membrana in titanio all'interno del generatore d'onde è la normale aria compressa di impianto ad una pressione compresa tra 5 e 6 bar.

Quindi, cosa fanno effettivamente queste onde sonore ad alta energia e a bassa frequenza? Producono fluttuazioni di pressione molto rapide (fino a 840 volte al secondo), che rompono i legami di coesione tra una particella e l'altra, e tra ciascuna particella e la struttura a cui sono aderenti. Una volta che questi legami sono stati rotti, le particelle, come polvere di cemento o ceneri volanti, vengono rimosse per gravità o nel flusso di gas.

Un’altra domanda comune è: un pulitore acustico causerà danni alla struttura? La risposta è no. Il generatore di onde e la forma esponenziale della campana di un pulitore acustico Primasonics sono stati calcolati con molta attenzione per garantire che l'unità abbia un'impedenza acustica molto elevata. Proprio come un accoppiamento elettrico tra i componenti è efficace solo se l'impedenza è simile, lo stesso vale per l'acustica.

Primasonics, in collaborazione con l'unità di ricerca acustica dell'Università di Liverpool nel Regno Unito, ha condotto numerosi test di laboratorio e in loco per garantire che non avvenga accoppiamento tra il pulitore acustico e le strutture. La Figura 1 mostra il livello di pressione sonora (mostrato come i due grandi picchi nella linea blu scuro) causato da un pulitore acustico PAS75 e i livelli di vibrazione della struttura (mostrati dalla linea arancione). Si può vedere che non c'è un corrispondente aumento di vibrazione alla frequenza fondamentale del corno di 75 Hz o alle frequenze armoniche. Questo particolare test ha avuto luogo in un grande silo per farina in acciaio dove un accelerometro ha misurato la vibrazione sulla parete del silo.