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Universidad Nacional de Colombia – Sede Bogotá
Poscosecha de granos y semillas-Parcial 3
Angarita Arevalo Javier Andres, Cordoba Cleves Carmen Lucia, Paez Castillo Andres
Camilo, Suarez Gomez Karol Lizeth
Una planta de concentrados para animales manejará maíz desgranado seco (CH = 14%,
densidad aparente 44 lb pie
, ángulo de reposo 30°) y dispone de un transportador de tornillo
sinfín, un elevador de cangilones y un transportador de banda, todos con la misma capacidad
de transporte.
- El tornillo sinfín es un transportador en canaleta en U de 14 pulgadas de diámetro que gira
a 200 rpm, con una longitud de 50 pies y tiene un ángulo de inclinación horizontal de 35°.
a) Calcule la capacidad de transporte del tornillo sinfín en kg h
de maíz
b) Calcule la potencia requerida para mover el transportador
Desarrollo
Condiciones iniciales:
A Partir de la tabla 6.5 se determina la capacidad y los requerimientos de potencia en el eje
de transmisión para el transportador que está en función del ángulo de inclinación del tornillo
y el diámetro del ducto:
De esta manera se debe corroborar la densidad aparente del grano para ver si se puede usar
estos valores con la densidad dada en el problema,
44 lb ∗ pie
− 3
∗1.25 pie
3
∗ bu
− 1
= 55 lb ∗ bu
− 1
la densidad cumple el rango en donde se puede utilizar la tabla 6.5 por lo cual la capacidad
del tornillo corresponde a 1500 bu h
− 1
y los requerimientos de potencia a 1.68 hp /10ft
a) La capacidad de transporte del tornillo (CAP) se determina a partir de la capacidad
obtenida de las tablas y la densidad aparente del grano.
CAP = C ∗ Da = 1500 bu h
− 1
∗ 55 lb bu
− 1
= 82500 lbh
− 1
= CAP
Se realiza la conversión de lb/h a Kg/h
82500 lbh
− 1
= 82500 lbh
− 1
∗(0.45359 kg lb
− 1
)=37421.157 kg h
− 1
CAP =37427.
kg h
− 1
b) Para el cálculo de la potencia requerida para mover el transportador (HP) se utiliza la
siguiente expresión:
HP = H P
C
+ 10 %H P
C
Donde HPc corresponde a la potencia calculada que se puede determinar con la siguiente
ecuación:
HPc = HPu ∗¿
donde HPu es la potencia unitaria determinada en la tabla 6.5 y Lt es la longitud del
transportador.
HPc =1.68 HP / 10 ft ∗ 50 ft =8.4 HP
Entonces la potencia requerida para mover el transportador se determina a continuación::
HP =8.4 hp + 10 %(8.4 hp )
HP =9.24 hp
- El elevador de cangilones con la misma capacidad del tornillo sinfín, tiene una altura de
100 pies, el cual descargará el grano en el centro de un silo ubicado a 70 pies de la base
del elevador. Los cangilones disponibles tienen una capacidad de 0,2734 pies 3 cada uno,
cuando están totalmente llenos. El diámetro de las poleas del elevador de cangilones es
375 in es el valor obtenido en la tabla y los valores proporcionados en el ejercicio se calcula
el radio efectivo de la polea superior, luego la velocidad de la polea superior.
r
eps
( Dps + Lcb )
N
ps
( r
eps
N
ps
=13.9 rpm
c) Velocidad de la banda.
Utilizamos los valores del diámetro de la polea superior y la velocidad de ésta para calcular la
velocidad de la banda.
V
B
π ∗ ϕ
ps
∗ N
ps
π ∗ 24 ∈¿ 13.9 rpm
V
B
=87.33 ft min
− 1
d) El número de cangilones requeridos
Para determinar el número de cangilones requeridos, se deben hallar primero algunos
parámetros como:
A. Peso transportado por el cangilón
( W
GTC
, lb ) :
W
GTC
=( CAP
C
∗0.8∗ W
PBG
W
GTC
W
GTC
=12.03 lb
B. Longitud de la banda: A partir de la longitud de la banda se hallan las revoluciones de
la misma.
L
B
= π D + 2 H
El diámetro de las poleas del elevador son 24in, que equivalen a 2ft, y la altura (H) es de
100ft, estos son datos dados por el ejercicio
L
B
= 2 ( π )+ 2 ( 100 )=206.28 ft
C. Revoluciones de la banda:
N
B
V
B
L
B
N
B
87.33 ft ∗ min
− 1
206.28 ft
=0.42 rpm
D. Volumen de grano por revolución:
Bu
NB
CAP
60 ∗ N
B
Donde la capacidad (CAP) es la misma hallada anteriormente para el tornillo sinfín las cual
es igual a 1500 bu ∗ h
− 1
Bu
NB
1500 bu ∗ h
− 1
60 ∗0.42 rpm
=59.52 bu
Para determinar la velocidad de la banda necesitamos conocer el área transversal. Que será
estimada en 2 partes. La sección superior se estima aproximando a un triángulo, y la parte
inferior se asemeja a un trapecio. Además, por transporte de banda el ángulo de reposo del
maíz disminuye entre 5 a 15°. Se toma el promedio (10°). Por lo que el ángulo de carga está
dado por: 30°-10° = 20° De modo que:
A
ST
f t
2
Con el área transversal calculada se es posible calcular la velocidad, aplicando la ecuación de
conservación de masa, donde Q= v*A, donde Q es la Capacidad y A es el área de la sección
de transversal:
Por lo tanto, la ecuación de velocidad queda de la siguiente forma:
b)La potencia requerida para mover el transportador, si está inclinado 15° con respecto a la
horizontal y su longitud es de 160 pies.
Se estima como la suma de la potencia cuando se mueve vacío, más cuando está con grano
horizontal y verticalmente. Primero se halla la potencia para mover el transportador vacío:
H P
v
V
B
∗( C 1 + C 2 ∗ L )
Los coeficientes C1 Y C2 se obtienen de la siguiente tabla, ingresando con 24 pulg
Potencia para transportar el grano horizontalmente
Lh = 160 ∗cos ( 15 ° )=154,548 ft
Para la potencia de transporte de grano verticalmente usamos la siguiente fórmula:
