1、1第一章第一章 通風除塵與氣力輸送系統的設計通風除塵與氣力輸送系統的設計第一節第一節 概述概述在食品加工廠中，車間的通風換氣、設備和物料的冷卻、粉塵的清除等都需要通風除塵系統來完成。粉狀、顆粒狀的物料(如奶粉、谷物等)的輸送都可借助氣力輸送系統實現。通風除塵和氣力輸送系統是食品加工廠的常用裝置。食品加工廠中粉塵使空氣污染，影響人的身體健康?；覊m還會加速設備的磨損，影響其壽命。灰塵在車間內或排至廠房外，會污染周圍的大氣，影響環境衛生。由于粉塵的這些危害性，國家規定工廠中車間內部空氣的灰塵含量不得超過 10mg/m3，排至室外的空氣的灰塵含量不得超過 150mg/m3，為了達到這個標準，必須裝置有

2、效的通風除塵設備。圖 1 是食品加工廠常見的通風除塵裝置。主要由通風機、吸風罩、風管和除塵器等部分組成。當通風機工作時，由于負壓的作用，外界空氣從設備外殼的縫隙或專門的風管引入工作室，把設備工作時產生的粉塵、熱量和水汽帶走，經吸風罩沿風管送入除塵器凈化，凈化后的空氣排出室外。布袋除塵器旋風分離器三通管彎頭設備設備吸塵罩風機氣力輸送系統的形式與通風除塵系統相似，但其目的是輸送物料，主要由接料器（供料器） 、管道、卸料器、除塵器、風機等部分組成。氣力輸送系統除了起到輸送作用外，還可以在輸送過程中對物料進行清理、冷卻、分級和對作業機完成除塵、降溫等。小型面粉廠氣力輸送工藝流程如圖 2。2卸料器接料器

3、接料器空氣空氣物料物料旋風分離器布袋除塵器風機氣力輸送具有設備簡單、一次性投資低、可以一風多用等特點，與機械輸送相比，氣力輸送的缺點主要是能耗較大，對顆粒物料易造成破碎。通風除塵和氣力輸送都是利用空氣的流動性能來進行空氣的凈化或物料的搬運的，因此，流體力學是本章的基礎知識。有關流體力學的知識可參閱相關書籍資料，在此不再敷述。本章主要討論食品加工廠通風除塵和氣力輸送系統的設計。第二節第二節 通風除塵系統的設計與計算通風除塵系統的設計與計算1 通風除塵系統的設計原則和計算內容通風除塵系統也叫除塵網路或風網。通風除塵網路有單獨風網和集中風網兩種形式。在確定風網形式時，當：1)吸出的含塵空氣必須作單獨

4、處理；2)吸風量要求準確且需經常調節；3)需要風量較大；或設備本身自帶通風機；34)附近沒有其它需要吸風或可以合并吸風的設備或吸點時應采用單獨風網。不符合上述任一條例的兩個或兩個以上的設備或吸點，應盡量采用集中風網，以發揮“一風多用”的作用。在把幾臺設備或吸點組合成一個集中風網時，應該遵循以下原則：1）吸出物的特性相似。由于各種設備的工藝任務各不相同，它們產生的粉塵的五華特性及其價值存在差異。因此不同特性的吸出物，應根據情況盡可能分別吸風。2）設備工作的間歇應該相同。以保持風機負荷的穩定，提高電氣設備的效率。3）管道配置要簡單。同一風網中的設備之間的距離要短，連接設備的風管的彎曲和水平部分要少

5、。遵守上述原則就可以節省管道，減少壓力損失，降低通風裝置的投資和經常費用，使不同特性的吸出物能分別利用。在組合風網時，集中風網的總風量在 25008000m3/h 的范圍內。過大或過小，在經濟上和設備的選用、安排上都不適宜。通風網路計算的目的主要是確定各段風管的尺寸全部網路的阻力，選擇適宜的風機。通風網路計算的主要內容包括下列幾項：1）確定設備或吸風點所需的風量和產生的空氣阻力。2）確定風管中的風速。3）計算風網中各段風管的尺寸。4）選擇除塵器的形式、規格和計算其阻力。5）計算風網的全部阻力。6）確定通風機的型號、轉速和功率，確定電機的規格，傳動方式等。2 吸點和設備的風量和阻力有些設備為了吸

6、塵、降溫、風選等工藝目的，常裝有吸風裝置。其吸風量的大小取決于工藝要求和設備形式。在確定時要考慮：1）在生產過程中所產生的灰塵、熱量和水汽能被吸風帶走或保證不向機器外擴散。2）吸風量應滿足物料風選分離的要求。3）在完成上述任務的前提下，要求吸風量達到最少。因此，首先要求設備具有合理的風道結構和罩蓋，并盡量做到密閉。糧食加工廠常見設備的吸風4量可參見表 1。定型設備的風量和空氣阻力通常由設備生產廠家提供，阻力也可在機器的吸風管上測量全壓來求得。在設備的結構形式一定時，阻力與風量有如下的關系：2QH機式中：H機設備的阻力，mmH2O阻力系數，見表Q 風量，m3/s表 1 糧食加工廠常見設備或裝置的

7、吸風量和阻力名稱吸風量 Qm3/h阻力 H機kg/m2阻力系數備注下糧坑吸塵罩220038吸塵罩寬度 1500mm，入口風速35m/s(粉料入口風速 0.51.5m/s)。振動篩3600-4500152415篩面寬 1000mm，其它寬度的風量按比例推算。吸式比重去石機220034004050礱谷機200030005膠輥長 356 毫米，風選谷殼米機吸糠3005溜篩、圓篩、升運機底座、螺旋輸送機、膠帶輸送機、蕎子拋車進口30048024碟片精選機600363027 片金鋼砂打麥機24002660鐵皮圓筒打麥機120025220立式刷麩機40053 通風除塵網路主要設備的計算和選擇3.1 除塵器

8、除塵器是使含塵空氣凈化的設備。空氣的除塵凈化一般有粗凈化、中凈化和精凈化三種等級要求。食品加工廠常見空氣除塵凈化的方法、設備和效果見表 2。表 2 食品加工廠常見空氣除塵凈化的方法、設備和效果凈化等級臨界粒徑 dpcm設備工作原理凈化后粉塵在空氣中的含量mg/m3粗凈化4050降塵室重力沉降-5中凈化5，dpc50=12旋風分離器離心沉降1，dpc90=0.5布袋過濾器截留1000mm 時，其除塵效率較低，此時應考慮多個旋風分離器并聯使用。當沙克龍串聯使用時，所能處理的風量為單個沙克龍所能處理的風量，而阻力為所有沙克龍阻力之和。例如兩個直徑 D=500mm 的沙克龍串聯使用，當進口風速為 12

9、m/s 時，所能處理的風量為1231m3/h，而阻力為 240=80kg/m2。沙克龍在串聯使用時，其除塵效果一般提高不多，而阻力卻成倍增加，所以沙克龍一般不采用串聯形式。對于經沙克龍初步除塵后的空氣，如需要進一步凈化，應采用其它類型的除塵器(如布筒過濾器)。除個別特殊情況外，阻力通常不要超過 100kg/m2。3.1.2.4 旋風分離器的選擇目前，旋風分離器都有定型產品，其大小均以外圓筒直徑為基準，其它部分尺寸均按比例變化。食品加工廠中常用旋風分離器的型號規格見附錄 3。在選型時，先根據物料或含塵空氣的特性確定旋風分離器的型號，按后根據風量大小確定其規格。例如，設所需處理的含塵空氣量為 18

10、00m3/h。附錄-，可選用直徑 D=525mm 的下旋 60 型沙克龍。因為當進口風速為進=16m/s 時，可處理 1809m3/h的風量，與所要求的風量 1800m3/h 相近。此時的阻力 H71kg/m2。另外也可選用 D=600mm 的，進口風速約為 12m/s13m/s，此時阻力 H4047kg/m2。還可以選用兩只直徑較小的沙克龍并聯起來使用，例如選兩只直徑 D=400mm 的，此時每只沙克龍應該處理的風景為 900m3/h。與表中當風速的 14m/s 的處理風量為 917m3/h 相接近。其阻力為 H54kg/m2。3.1.3 袋過濾器布袋過濾器是利用多孔織物對粉塵的截留過濾作用

11、，使含塵氣體中的塵粒被截留在濾布表面上，氣體則穿過濾布纖維間的孔隙，從而使空氣凈化的設備。布袋過濾器在使用一定時間后，就要對過濾介質的表面進行清理，以減小過濾阻力，新的過濾介質由于塵粒沒有建立“架橋”結構，一些細小塵粒不能被截留，因而效果較差。目前，市場上已有多種帶自動清理機構的布袋除塵器，詳細情況可查閱有關手冊和設備使用說明書，常見的布袋除塵器的型號、規格見附錄 4。3.1.4 除塵器的組合為了能有效分離含塵氣體中不同大小的塵粒，一般由重力降塵室、旋風分離器及袋濾器組成除塵系統。含塵氣體先在重力降塵室中除去較大的塵粒、然后在旋風分離器中除去大部分的塵粒，最后在11袋濾器中除去較小的塵粒?？筛?/p>

12、據塵粒的粒度分布及除塵的目的要求，省去其中某個除塵設備。除塵器的組合使用見圖 4。含塵氣體 凈化空氣 重力沉降 離心沉降 布袋過濾 圖 4 除塵器的組合3.2 離心風機3.2.1 風機的工作點除塵風網路常采用離心風機作風源，離心風機風量與壓力的關系如下：H=KQ2式中 K 值取決于風網的組合形式、幾何形狀和管道內表面的粗糙度等因素。將風網特性曲線和所選用的通風機在某一轉速下的性能曲線繪在同一個圖中，如圖 6 所示，這兩根曲線的交點就是通風機在這個風網中的工作點。 工作點風網特性曲線風機性能曲線圖 5 離心風機的工作點K 值須通過試驗才能求得，因此在進行風網設計時，并不描繪出該風網的特性曲線，而

13、只是計算出在某一風量下風網的阻力，確定能提供這一風量和克服該阻力的風機規格。風機在該風網中工作時的工作點，肯定就是所要求的工作點。如果風機性能曲線較陡峭，則當風網阻力變化而使通風機工作點偏移所引起的風量變化就較小。反之，如果通風機的性能曲線較平坦，則當風網阻力變化而使通風機工作點偏移時所引起的風量變化就較大。因此對于風壓的變動較頻繁的風網應選用性能曲線較陡的風機或把工作點選在曲線高效區的陡峭部分。對于風量變化頻繁的風網則應選用性能曲線較平坦的風機。3.2.2 離心風機的選擇應根據以下原則選擇風機：1）根據被輸送氣體的性質和系統的阻力確定風機的型式：壓力的大小12取決于風網的阻力，由此決定采用中

14、、低壓風機還是高壓風機。空氣的性質，主要是指含塵粒的情況。通常對于輸送清潔空氣或含塵屑不超過 150mg/m3的空氣，可選用一般的通風機。輸送粉塵含量較多的空氣，則選用葉片數量較少的排塵通風機。2）風機的規格（風量的壓力）：其依據是通風機所能產生的風量和壓力，能否與風網的阻力和風量相適應。選擇通風機的大小，實質就是選擇一臺在所要求的風量和壓力下具有較高工作效率的通風機。我國市場上已有許多型號規格的風機的定型產品，具體情況可查閱有關手冊和設備的使用說明書。食品加工廠通風除塵網路一般采用低中壓離心通風機。比較適合的型號有 4-72、6-30 等。常用除塵風機的型號規格見附錄 5。4 通風網路的水力

15、計算4.1 管道風速的確定含塵空氣在風管中流動時，應保持一定的速度，以免在水平風管中產生沉淀而逐漸堵塞風管。風速過大則會產生較大的摩擦阻力，風速一般在 u=1014m/s 的范圍內。直徑小于 100mm 的小風管應取較小的風速，u=10m/s。直徑在 150mm 左右的管子，可取 12m/s 的風速；直徑在 200mm 以上的較大風管，可取 1314m/s 的較高風速。臨近風機的總風管，其風速應該是風網中最高的。另外，對于較長的水平風管中的風速，應該偏高一些。個別支管為了平衡阻力而提高風速，則不受上述范圍的限制。4.2 管道尺寸的確定可用下式計算風管的尺寸：uQD4式中，D風管直徑，mmQ風量

16、，m3/hu風速，m/s計算出 D 后，還應對其圓整。通風管道的直徑通常以 10mm 為單位進位，如100mm，110mm，120mm，500mm，550mm 等。材料常用 1.0mm2.0mm 的鍍鋅鋼板等。對于非圓管，則 D 應采用當量直徑 D當：13風管截面周長風管截面積當D圓整后的風管，還應計算其實際風速：24DQu4.3 阻力的計算4.3.1 單獨風網的阻力計算單獨風網只對一臺設備或吸點吸風，其阻力就是這條管道上各種阻力的總和。如圖 6 所示的單獨風網，空氣從振動篩吸入，經吸氣管道進入風機，然后經壓氣管道和沙克龍，再由布袋除塵器凈化后排出。風網阻力等于：振動篩的阻力+10 米直長管道

17、的阻力+3 個彎頭的阻力+沙克龍的阻力+布袋除塵器的阻力。在進行風網的阻力計算時，應先根據設備和管道的布置繪制網路示意圖，將風管和其它設備之間的相互關系表示清楚。如圖 6 所示，這種圖大致按比例繪制即可。圖上的通風機、設備和除塵器等均用簡單的符號表示。管道用單線表示，并用短線畫出管件的位置。對于每一段直徑不變而又連續的管道，作為一個管段，并編上號碼。在號碼旁邊注明該管段的長度 l、直徑 D 和風速。在管件旁邊注明管件的名稱和規格。設備的旁邊寫上名稱、規格及所需的風量、產生的阻力。在除塵器旁邊寫上除塵器的規格和數量。風機在計算確定后，也要在旁邊注明風量、壓力、型號和轉速，以及配用電動機的功率和規

18、格。14 振動篩篩面寬1000Q=3600H機=15l=6mD=300=146-46型NO5通風機Q風機機=3960H風機機=108 n=1400轉轉/分分N=208千千瓦瓦l=6mD=300=14= =9 90 0R=D= =9 90 0R=D下旋式旋風分離器布袋除塵器圖 6 單獨風網示意圖阻力分直管阻力（沿程阻力）和局部阻力因分別進行計算。4.3.1.1 沿程阻力圓直管的阻力計算如下：動直HDlguDl2H2guH22動式中：H直沿程阻力，kg/m2l直管長度，m沿程阻力系數，通常是雷諾數 Re 和絕對粗糙度的函數，可用表 11 中的公式計算。其中，雷諾數。在進行新系統的設計時，常采用輕微

19、銹蝕狀態下的。不同材料的絕對粗糙DuRe度見表 12。D風管直徑，m。對于非圓管，應采用當量直徑 D當。空氣比重，在標準狀態下，=1.2kg/m3。表 11 沿程阻力系數的計算公式流態Re主力區沿程阻力系數15層流2300層流區Re642320Re4000臨界區30025. 0Re4000Re27.0(d/)8/7水力光滑區25.03164.0Re8 . 01)lg(Re227.0(d/)8/7d2.191水力粗糙區2)74. 1lg(2d沿程阻力系數也可通過雷諾數 Re 和相對粗糙度/D 查表獲得。表 12 一些材料的絕對粗糙度材料管制內壁狀況絕對粗糙度，mm黃銅、銅、鋁、塑料、玻璃新的、光

20、滑的0.00150.01鋼新的冷拔無縫鋼管新的熱拉無縫鋼管新的扎制無縫鋼管新的縱縫焊接鋼管新的螺旋焊接鋼管輕微銹蝕的銹蝕的長硬皮的嚴重起皮的新的、涂瀝青的一般的、涂瀝青的度鋅的0.010.030.050.100.050.100.050.100.100.100200200.300.500.3020.030.050.100.200.120.15鑄鐵新的銹蝕的起皮的新的涂瀝青的0.251.01.51.53.00.100.15木材光滑0.21.0混凝土新的、抹光的新的、不抹光的0.150.20.84.3.1.2 局部阻力通風管道的局部阻力主要有彎頭、三通、收縮管、擴散管等管件產生。局部阻力的常用計算方

21、法有阻力系數法和當量長度法。阻力系數法采用公式：16動局HguH22式中：局部阻力系數。不同管件的局部阻力系數見附錄 2-1。彎頭的阻力系數也可用下式計算：。6 . 00.75/20.08）（彎DR式中：彎曲角；R曲率半徑，m；通常 R=(12)D。匯集管的阻力可用下式計算：小大guDl22H2大匯圖 7 匯集管當量長度法采用公式：動當當局HDlguDl2H2計算式中，l當管件的當量長度，不同管件的當量長度見附錄 2-2。風網的總阻力等于沿程阻力、局部阻力和設備阻力之和。即： 或設總HguD2)(H2 或設當總HguDll2H2設局直總HHHH下面以圖 6 為例，進行單獨風網的水力計算，并將計

22、算結果填入表 14 中。1）選管子17設振動篩用于二道小麥除雜，篩面寬為 1000mm。查表 1 得其風量為 Q=3600m3/h，阻力 H振=15kg/m2。對于吸氣段，初選管道風速為 14m/s，則有mDuQ302. 0143600/360044圓整：D=300mm。則實際風速為：smuDQ/15.1424243 . 03600/3600所以風管直徑為300mm，采用 1.5mm 厚的鍍鋅鋼板制作。風管中的實際風速為 14.15m/s，動壓為：281.9215.142.12/25.1222mkgguH動雷諾數：51073. 12 . 115.143 . 01094. 25DuRe絕對粗糙度

23、為：=0.15mm，相對粗糙度為/D=0.0005。用公式計算沿程阻力系數015. 035. 025. 05)1094. 2(35. 025. 0Re2)阻力計算直管阻力（沿程阻力）吸入管和壓送管采用相同速度的氣流和相同直徑的管道，則管段、和的阻力可以同時計算。23 . 0)263(/13. 625.12015. 0HmkgHDl動直局部阻力該系統的局部阻力由 3 個 90彎頭產生。183. 0/5 . 190008. 0/0.0086 . 00.756 . 00.75）（）（彎DDDR2/73. 625.12183. 03mkgHH動局如果壓氣段和吸氣段的風速或管徑不同，則應分別計算其沿程阻

24、力。設備阻力18該系統的設備阻力由一臺旋風分離器、一臺布袋除塵器和振動篩產生。其中，旋風分離器選用下旋 60 型，其阻力查附錄，根據其風量、進口風速和組合形式(兩臺并聯)，查得 H沙=54kg/m2。根據風量，由附錄，查得布袋過濾器的阻力 H袋=1000Pa。則設備阻力：H設= H沙=+H袋+ H振=53+100+15=168kg/m2。則系統的總阻力：2/86.18016873. 613. 6mkgHHHH設局直總3)風機的選擇通風機應提供的壓力為風網阻力加上 15%的附加量，即：H風機=H總（1+0.15）=180.681.15=207.99（kg/m2）通風機應提供的風量為風網所需風量加

25、上 10%的漏風量，即：Q風機=3600（1+0.1）= 3960（m3/h）查附錄 5，可選用 6-30 離心通風機，其性能參數為：風量 4000 全壓 230 轉速為 2520 轉/分，效率 78%。表 14 風網阻力計算表機器名稱或管段編號風量 Qm3/h風速m/s動壓 H動kg/m2管徑 Dmm管長 Lm沿程阻力H直kg/m2局部阻力H局kg/m2沿程阻力系數局部阻力系數或當量長度(l當)設備阻力H設kg/m2說明123456789101113振動篩360015管段+360014.1512.253003+5+2 6.136.73 0.0150.18312.86彎頭 3 個：90，1.5

26、D下旋 60 型沙克龍96053D=600,兩只并聯布袋除塵器96050總阻力180.86kg/m24.3.2 集中風網的阻力計算集中風網的空氣從多個不同的設備或吸點同時吸入，在總管匯集后進入通風機。集中風網相當于有多段管路并聯。在進行并聯管路的阻力計算時，應采用適當的方法使每段并聯管路的阻力相等，以保證每段風管的風量達到設計要求。管道阻力平衡的方法有兩種。一種是把需要提高阻力的管道的直徑適當縮小，這種方法主要用于并聯阻力相差較大的情況。另一種辦法是在管道中裝設閥門，通過調節閥門的開度來改變局部阻力的大小。在實際生產中，可按下式計算平衡后的管徑：19225. 02112)(HHDD 式中，D1

27、、D2平衡前后的管徑H1、H2平衡前后的風管阻力并聯管的阻力差在 10%的范圍內，就可以滿足工程精度。集中風網的設計舉例：某面粉廠清理間的除塵風網如圖 8 所示。試對該風網進行水力計算，并選擇合適的風機。為計算方便，將各管段編號，如圖。管段和管段為并聯管段。管段加管段(或)與管段并聯。水力計算從管段開始。 割麥機=1200m3/h機=25mmHg金剛砂打麥機=2400m3/h機=25mmHg 振動篩=3600m3/h機=15mmHg7=5m5=4505=6m4=4504=4m3=4203=3m2=3002=5m1=2601=2.5m=60 R=1.5D6=1m6=190=30 =30 =60

28、R=D=90 R=1.5D R=D=90 R=D=90 R=D=90 R=D DMC-60布袋除塵器風機圖 8 某面粉廠清理間的除塵風網(p304)管段：1）選管子查表 1 可知金剛砂打麥機的風量為 Q=2400m3/h，阻力 H打=25kg/m2。初選管道的風速為14m/s，則管徑mDuQ246. 0143600/240044圓整后?。篋=250mm。(同理，管段的直徑為 170mm。管段的風量為 3600m3/h，管徑為300mm。)20則實際風速為：smuDQ/59.13242425. 03600/2400所以風管的直徑為 250mm，采用 1.5mm 厚的鍍鋅鋼板制作。風管中的實際風速

29、為 13.59m/s，動壓為：281. 9259.132 . 12/3 .1122mkgguH動51073. 12 . 159.1325. 01036. 25DuRe絕對粗糙度為：=0.15mm，相對粗糙度為/D=0.0006。用公式計算沿程阻力系數016. 035. 025. 05)1036. 2(35. 025. 0Re2) 阻力計算直管阻力225. 025/808. 13 .11016. 0HmkgHDl動直局部阻力管段的局部阻力由 1 個 90彎頭和一個直三通組成。彎頭的阻力系數：183. 0/5 . 190008. 0/0.0086 . 00.756 . 00.75）（）（彎DDDR

30、三通的阻力系數：由 A2/A1=250/300=0.83，A3/A1=170/300=0.57，Q3/Q1=1200/3600=0.33，查附錄 2-4：直=0.51(側=-0.5)，所以2/83. 73 .11)51. 0183. 0(mkgHH動局則管段的總阻力H1=1.808+7.83+25=34.638 kg/m2同理，將各管段的阻力計算填入表 15 中，管段和管段并聯，其阻力分別為 34.638 kg/m2和21.502kg/m2，其阻力差為 37.91%，大于 10%，因此要進行阻力平衡設計，以保證各管段的風量。本例采用在管段上安裝插板的方法增加其阻力。應注意，如果并聯管路的阻力相

31、差太大，則不易于用插21板來調節阻力，以免插板插入過深而引起管道堵塞。設備阻力該系統的設備阻力由一臺布袋除塵器產生(其它設備阻力已在支管阻力種計算，在此不能重復)。由附錄 4，選用 JBS-A 型扁布袋除塵器，可知布袋過濾器的阻力 H袋=150kg/m2。所以，設備阻力：H設= H袋=150kg/m2。則系統的總阻力：2/61.16015048. 413. 6mkgHHHH設局直總表 15 風網阻力計算表機器名稱或管段編號風量Q(m3/h)風速(m/s)動壓H動(kg/m2)管徑D(mm)管長L(m)雷諾數沿程阻力系數沿程阻力H直局部阻力系數或當量長度(l當)局部阻力H局設備阻力H設(kg/m

32、2)管段總阻力(kg/m2)說明123456971081113打麥機 240025管段 2400 13.59 11.3250 2.5 2.361050.0161.8080.693 7.8334.638彎頭 1 個：90，1.5D，0.183直三通一個：A2/A1=0.83，A3/A1=0.57，Q3/Q1=0.33，0.51擦麥機 1200025管段 1200 14.69 13.20 170 1.0 1.731050.017 1.32 -0.365-4.81821.502彎頭 1 個：60，1.5D，0.135測三通一個：A2/A1=0.83，A3/A1=0.57，Q3/Q1=0.33，-0.

33、5采用插板進行阻力平衡管段 3600 14.15 12.25 300 5.0 2.941050.0153.0630.764 9.35913.874彎頭 1 個：60，1.5D，0.234直三通一個：A2/A1=0.71，A3/A1=0.71，Q3/Q1=0.5，0.53振動篩 360015管段 3600 14.15 12.25 300 5.0 2.941050.0153.0630.724 8.86911.932彎頭 1 個：90，1.0D，0.234彎頭 1 個：60，1.0D，0.17222測三通一個：A2/A1=0.71，A3/A1=0.71，Q3/Q1=0.5，0.49管段+48.512

34、管段+與管段阻力平衡：平衡喉管段的直徑：mmHHDD190)(300)(225. 0512.48932.11225. 02112平管段 7200 14.44 12.75 420 3.0 4.011050.0141.2750.234 2.9844.259彎頭 1 個：90，1.0D，0.234管段+7200 12.58 9.68450 4+6 3.901050.0143.0120.434 4.2017.213彎頭 2 個：90，1.0D，0.234風帽一個：0.2布袋除塵器7920150總阻力48.512+4.259+7.213+160.61=220.594kg/m23) 風機的選擇通風機應提供

35、的壓力為風網阻力加上 15%的附加量，即：H風機=H總（1+0.15）=220.5941.15=253.68 (kg/m2）通風機應提供的風量為風網所需風量加上 10%的漏風量，即：Q風機=72001.1= 7920（m3/h）查附錄 5，可選用 4-72 NO6 離心通風機，其性能參數為：風量 8841m3/h，全壓：317Pa，轉速為960 轉/分。第三節第三節 氣力輸送系統的設計與計算氣力輸送系統的設計與計算氣力輸送是利用氣流（通常是空氣）的作用輸送粉狀或顆粒狀物料的一種輸送方式。在食品加工廠特別是糧食加工廠得到了廣泛的應用。典型的氣力輸送面粉廠的工藝見圖 9。物料經平篩和磨粉機后，通過

36、一樓的三通接料器進行氣固混合，由垂直管道將物料提升到四樓，經沙克龍卸料器進行氣固分離，分離后的物料進入下一道平篩和磨粉機，氣流則經匯集管進入風機，經沙克龍和布袋進行二級除塵。該系統在輸送物料的同時，還可以對物料進行冷卻和除濕，起到了一風多用的作用。1 力氣輸送系統的形式及其特點根據設備組合情況的不同，氣力輸送裝置一般可分為吸氣式、壓氣式、混合式、循環式等基本形式。常見的氣力輸送形式及其特點見表 15。23表 15 常見氣力輸送網路的形式和特點形式簡圖系統組成特點應用吸氣式412356物料在風機的吸氣管道一側。當風機 6 開動后，空氣不斷被吸入吸氣管道。物料從吸嘴 1 吸入管路 2，被輸送至卸料

37、器 3，氣固分離后從關風器 4 排出。空氣經除塵器5 凈化后經風機排入大氣。粉塵不易外揚，供料和輸送連續進行。供料系統簡單，對卸料、除塵裝置的氣密性要求較高。輸送量、輸送距離受限制，能耗高。可幾處同時吸料。適宜于較高水分物料、或堆積面廣、或裝在低處深處物料的輸送。常用于于固定式碼頭吸糧機。壓氣式7651234風機 1 開動后，將料斗 3 中的物料由供料器 4 送入管2。物料在管道中被氣流輸送至卸料器 5 中進行氣料分離，并由關風器 6 排出。空氣則經除塵器 7 凈化后排入大氣。物料的輸送都在壓氣管道一側進行。輸料管內的空氣壓力大于周圍的大氣壓力。能防止雜質進入系統。容易造成粉塵外揚。適于大流量

38、長距離輸送。脈沖式11097836542空氣壓縮機 1 送出的壓縮空氣先進入過濾貯氣罐 2，再送往有關設備。被輸送的物料由料斗經供料器 5 送入壓力存料筒 3。物料從筒底進入輸料管 7。在壓力料筒出口處的管道上，裝有與氣源接通的電磁閥 6。壓縮空氣形成脈沖氣流進入輸料管7。被輸送的物料被分隔成不連續的料柱，每兩個料柱之間是一個氣柱。物料被送至卸料器 9，空氣經過濾器 10排出。在輸料管沿線裝有排堵管 8。將輸料管分叉并安裝切換閥，即可改變輸送路線或同時向幾個地方輸送。整個裝置內部處于正壓狀態，物料易從排料口排出。卸料器和除塵器結構較簡單，但供料器結構較復雜，在輸送過程中，灰塵容易飛揚。適合于高

39、濃度長距離輸送?；旌鲜?8765413風機 3 工作時，物料由吸嘴1 隨氣流沿吸氣道 2 進入卸料器 4，然后經關風器(供料器)5 排出。排除空氣壓入管具有吸氣和式壓氣式氣力輸送裝置所具有的特點。適于既要集料又要配料的場合。多用于移動式氣力輸送24道 6，沿壓氣管道送至旋風除塵器 7?？諝饨洸即^濾器 8 凈化后排入大氣。裝置。循環式41356817在風機出口設有旁通支管，部份空氣經布袋除塵器凈化后排入大氣，大部分空氣返回接料器循環使用。排入大氣的物料少，能減少物料損失和大氣污染。減少為其的凈化設備。多一根會風管。輸送量較小。輸送細小、貴重或危害性大的物料。流態化式43215進料排風出料上、下

40、殼體中間夾有透氣層。上部為斜槽，下部為通氣槽。空氣經透氣層均勻進入料層，使物料流態化?？諝獠劭梢圆扇菏交蛭鼩馐讲贾?。無運動構件，輸送速度低，空氣槽磨損少，容易保養。動力消耗低。適于從容器(倉)中排出的粉狀物料的輸送。必須傾斜旋轉，不能作水平輸送，可作曲線輸送。凈麥倉磁鐵1皮接料器磨粉機2皮1心中刷3皮2心3心尾刷磁鐵和粉機面粉麩皮二樓三樓四樓螺閥關風器平篩蝶閥兩只并聯高壓風機6-23千瓦吸風粉布筒過濾器150*2000布袋數64個沙克龍卸料器1308570100707070圖 9 氣力輸送面粉廠工藝流程2 氣力輸送系統的工作原理 2.1 沉降速度 umf 即相對于流體的最大速度（終端速度）

41、。可用下式計算：3)(4sgdfmu25式中：ut顆粒的自由沉降速度，m/s; d顆粒直徑，m; s,分別為顆粒和流體的密度，kg/m3;g重力加速度，m/s2.設沉降速度為 umf的物體，放在垂直向上的速度為的均勻氣流中，則物體運動的絕對速度物為：物=-umf 此時，如果=mf，則物體的絕對速度物=0，即物體在氣流中停在原處，既不上升，也不下降。這時的氣流速度稱為物體的懸浮速度懸。物體的懸浮速度在數值上與沉降速度相等，即懸=umf。當物體處在大于其懸浮速度的氣流中時，則物體將被氣流帶動。在垂直輸送管道中，氣流的速度必須大于物料的懸浮速度。懸浮速度是實現氣力輸送時確定氣流速度的依據。但是，物料

42、在乘積的運動十分復雜，受著多方面因素的影響；同時，被輸送物料的形狀通常是不規則的，所以，各種物料的實際懸浮速度需要通過實驗來確定。在水平管道內，由于氣流的動力方向同物料顆粒的重力方向垂直，因而其懸浮和運動狀態更為復雜。在選擇氣流速度時，通常仍以垂直管道內的懸浮速度為依據。部分谷類物料的懸浮速度見表 16。表 16 部分谷類物料懸浮速度參考值名 稱懸 m/s名稱懸 m/s名稱懸 m/s小 麥911糙 米912油 菜 籽8面 粉23谷 殼23.5大 豆911麩 皮12米 糠12大 麥911一皮物料67稗 子47高 梁9.811.8大 麥 心4.35并 肩 石11蕎 麥7.58.7中 麥 心44.5

43、玉 米1014燕 麥89細 麥 心24花 生1115豌 豆1517.5稻 谷810棉 籽9103 氣力輸送系統的組成和主要裝置3.1 接料器和供料器接料器和供料器是使物料與空氣混合并送入輸料管的設備。對接料器結構的要求是：1)物料和空氣在接料器中應能允分混合，有效地發揮氣流的懸浮和推動作用，防止掉料。2)接料器的結構要使空氣通26暢進入，不致產生過分的擾動和渦流，以減少空氣流動的能量損失。3)使進入氣流的物料盡可能與氣流的流動方向相一致，避免逆向進料。在某些情況下，要使物料減速，或利用其沖力使其轉向，這樣，可以降低氣流推動物料的能量消耗。接料器用于負壓環境（如雙筒形吸嘴，三道接料器等） ，供料

44、器用于正壓環境。前者用于吸氣式風運裝置，后者用于壓氣式風運裝置。常見的接料器和供料器見表 17。表 17 常見的接料器和供料器名稱簡圖結構特點應用雙筒形吸嘴筒內筒外1000700hSd1d由內筒和外筒組成。內筒吸取物料，其直徑與輸管直徑相同，前端做成喇叭形，以減少阻力。外筒是空氣進入內筒的通道。外筒通常做成活動的，以調節內外筒下端面的間距 S，從而獲得最大的吸取量。在風速小于 30m/s 時，內外筒之間的環形面積大致與內筒的截面積相等。主要用來直接吸取倉庫內或車、船內的散裝糧食。三通接料器垂直式三通接料器有垂直式三通接料器和水平式三通接料器。由供料溜管和風管兩部分組成。垂直式三通接料器由傾料的

45、溜管和垂直風管以 40角度接合。物料溜管下落，進入垂直風管?？諝鈴南露说睦裙芪?，與物料混合并攜帶物料從垂直輸料管提升。傾斜管的下端做圓弧形，并裝有可調弧形板，板的尾端與水平成 45的向上傾角，以便物料被沖散并折向上方。壓力門用來限制溜管中隨同物料吸入的空氣。風管的直徑比輸料管 10 略小，風速較高，以便物料的起動和加速。誘導式接料器物料沿矩形溜管下落，經弧形淌板轉向并上沖，落入從進風口引入的氣流中?；⌒翁拾蹇梢愿鶕锪舷侣涞那闆r來調節其插入深度，使物料適當減速或順著氣流方向沖出。是垂直三通接料器的一種變形，具有較好的氣體力學特性。適用于粒狀物料和粉狀物料。27花籃式接料器物料從溜管進入花籃

46、存料到，在從料斗底部的、分布在輸料管四周的進料孔，被由下而上的氣流懸浮提升?？梢远喾较蜻M料。適用于粒狀物葉輪式供料種器物料入口21出口防止咬夾的 擋板當物料進入葉輪供料器時，被不斷旋轉的葉輪帶到出料口。為了保證供料器的正常工作，供料器的制造過程中，應嚴格控制加工精度，減少間隙面積，提高工作效率。需要動力，供料穩定。適用于各種情況收縮管式供料器在供料斗前面有逐漸縮小的方形管段，后面的管段則逐漸擴大，漸擴管與風機出口連接。在導軌中裝有可調節的閘板，以調節供料口下面的管道處風速的大小，使其動壓力增加到大于全壓力，于是該處的靜壓力就變為負值，物料就可順利進入。結構簡單，不要傳動適用于低濃風運稻殼、麩皮

47、、米糠、下腳，短距離風運糧粒等。3.2 卸料器卸料器是使物料從氣流中分離出來的設備。對它的要求是：1)分離效率要高。2)性能要穩定。即當輸送稍的變化時（例如風量或濃度發生變化） ，也要具有穩定的分離能力。3)結構要簡單，體積要緊湊。容易磨損的部位能拆卸更換，檢查維修方便。4)對于分離顆粒的卸料器，具有“一風多用”的作用。根據用途的不同，卸料器可分為粉狀物卸料器和粒狀物料卸料器。粉狀物料卸料器通常即采用沙克龍除塵器。常用卸料器的形式特點見表 20。表 20 常用卸料器的形式特點名稱簡圖結構特點應用箱式卸料器主要工作室為一三角形箱子。垂直提升的糧粒和空氣由輸料管 1 經變形管 2 沖向圓弧形頂蓋

48、3，然后折向沉降室 4。結構簡單，阻力較小，穩定可靠，分離輕雜質的效果較差。對于容易破碎的物料，例如大米，在圓弧形頂蓋內壁應襯墊橡皮或其它3-5毫米的金剛砂糧粒糧?？諝夂瑝m氣體存料緩沖板玻璃觀察門玻璃觀察門糧粒內壁糊金剛砂或其它耐磨材料空氣糧粒觀察門空氣出風管28糧粒在重力作用下降落，流經淌板 5，從出口 6 經關風器排出。一部分輕雜質，隨同氣流從出風管 7 吸出，然后去除塵器。適合的材料。在圓弧形頂蓋內壁涂金剛砂以減少磨損。這對小麥可起到打麥和擦麥作用。彎頭式卸料器由上進料變形管 1、矩形彎頭 2、調風閥 3、集料裝潢4、和出風管 5 組成。糧粒與空氣的混合物由輸料管經變形管進入矩形彎頭。在

49、彎頭中，糧粒繼續靠氣流的帶動和自身的慣性力前進，并滑向集料斗?？諝夂洼p雜質則經出風管吸出。物料破碎率較低。分離輕雜質效果較差。如果風速稍有降低或濃度增加，物料容易從頂點倒滑而引起掉料。常用于碾米廠的氣力輸送裝置中。離心式卸料器同旋風分離器。結構簡單，體積小，壓損不大。用于顆粒物料時，磨損大，物料破碎較大。應用廣泛。3.3 關風器關風器是使卸料器或除塵器在與外界有壓力差的情況下，能夠順利排料而又不致泄漏空氣的一種設備。關風器要求有良好的氣密性能，排料要連續可靠，不易破碎物料，外形尺寸要小，高度要低。常用的關風器有需要傳動的葉輪式關風器和不需傳動的料封壓力門關風器等。葉輪式關風器的結構及性能與葉輪

50、式供料器相同（參閱本章第三節） 。料封壓力門關風器（簡稱壓力門）有如圖 10 所示的幾種形式。它是依靠堆積一定高度的物料來保持氣密要求的。圖 10 料封壓力門 圖 10a 是最簡單的料封壓力門。它是一節垂直放置的管子。管壁鑲有玻璃觀察窗。管子的下端裝有傾斜的壓力活門。當管子上端與卸料器的出口連接后，在壓砣和卸料內負壓的作用下，壓力活門自動關上。管中物料堆積的高度應愈高，這個高度可借移動壓砣的距離來調節。圖 10b 所示的料封壓力門關風器，其管子下端的啟閉由錐體來控制。錐體用橡筋懸掛在轉軸上。轉動轉軸，可調節橡筋50ech1h2abdD29的拉力，亦即調節管內物料堆積的高度。在有足夠高度的情況下

51、，如裝用圖 10c 所示的具有兩道壓力門的關風器，則可提高閉風效果。3.4 風機 氣力輸送系統常采用高壓風機作氣源。常見的高壓離心風機有 8-81 型、9-19 型，羅茨風機等，羅茨風機適用于管網阻力波動大、流量要求較穩定的場合，如脈沖式氣力輸送系統。常用高壓風機的型號規格見附錄 6。4 氣力輸送系統的設計計算4.1 設計原則及步驟 氣力輸送網路的設計與計算的任務是，根據規定的條件設計確定網路的組合形式以及各輸料管和風運設備的規格尺寸，計算網路所需要的風量和壓力損失，從而正確選用風機和電動機，以保證網路經濟可靠地工作。其設計依據主要有：1)生產規模及工作制度。2)原糧的性質及其成品的種類和等級

52、。3)廠房結構形式，以及倉庫和附屬車間的結合情況。4)工藝流程和作業機的布置情況。5)技術經濟指標和環境保護要求。6)操作管理條件和技術措施的可能性等。氣力輸送系統的設計步驟為：1）根據系統的要求和特點選擇組合形式（壓送、吸送等） ；2）根據設備布置圖畫出氣力輸送網路的草圖；3）確定工作參數；4）進行阻力計算，確定主要工作設備的形式、材料和結構尺寸；5）根據總風量和總壓損選擇合適的風機，計算所需功率和配用電機；6）確定其它輔助設備及其安裝位置等。4.2 氣力輸送系統主要參數的確定4.2.1 輸送量的確定輸送量的大小是由工藝過程規定的。在設計時應該是輸料管在正常工作中可能遇到的最大物料量，所以應

53、該考慮一定的儲備，即：G算=G 式中 G算計算輸送量30G設計輸送量 儲備系數儲備系數的大小，應根據具體情況分析確定。單純為了輸送的安全，不適當地提高 值，將造成設備的增多和動力的浪費。而且，由于計算結果不符合生產的實際情況，將帶來操作上的困難并容易發生故障。糧食中工廠各道工序的儲備系數 值通常在 1.1-1.2 之間。車間與車間之間以及碼頭和移動式氣力輸送裝置1.21.5。4.2.2 風速的確定 動力消耗幾乎與風速的三次方成正比，輸料管中的風速過高，則動力消耗變大。風速過低，對物料輸送量變比的適應性小，工作不穩定，容易發生堵塞或掉料。所以應陔在保證輸送工作穩定可靠的前提下，盡量采取低風速。

54、通常，當物料的比重和顆粒愈大，輸送濃度愈高、或者管道有彎曲和水平輸送時，所需風速應取較大數值，反之則取較低數值。通常對于粒度均勻的物料可取其懸浮物速度的 1.52.5 倍，對于不均勻的物料，可取其懸浮物的 510 倍。食品加主廠輸料管中的風速一般為：糧粒 =2025ms；粉狀物料 =1620ms。4.2.3 輸送濃度的確定輸送濃度指輸料管中所輸送的物料量與空氣量之比，亦稱混合比或濃度比，即每公斤空氣所輸送的物料的公斤數。即：氣物GG式中：物單位時間所輸送的物料重量，kg/hG氣單位時間內通過輸料管的空氣重量，kg/h從上式可見，輸送一定數量的物料所需的空氣與輸送濃度成反比。值大，所需的空氣少。

55、輸送空氣少，則動力消耗就可減少且整個網絡的管道、卸料器、除塵器以及風機等也可縮小，這樣，原材料消耗和投資費用都可節省。但是，濃度過高，輸送壓力損失將增大，操作較困難，并且容易引起堵塞或掉料。另外，考慮到空氣有時還兼有通風和風選的任務，都必須保證有一定的風量。在選定輸送濃度時，還要考慮風量和阻力是否與風機的風量和壓力相適應，風機能否在較高的效率下工作。否31則，濃度雖然是高的，但風機并不在較高效率下工作，動力消耗就不一定會降低。目前我國面粉廠的氣力輸送濃度，中小型廠，麥間為=24，粉間為=0.53。大型廠，麥間為=46，粉間為=25。米廠輸送稻谷、谷糙混合物和糙米，=35；輸送米糠，=0.52。

56、碼頭及移動式氣力輸送裝置，當采用高壓離心風機時，=814。根據選定的輸送濃度值，所需的風量 Q 應為：物GQ 式中：G物輸送量，kg/h空氣的比重，=1.2kg/m3Q風量，m3/h已知風量 Q 和風速，輸料管的管徑 D 可用下式計算：uQD0188. 04.3 壓力損失的計算4.3.1 阻力計算氣力輸送系統壓力損失的計算，一般根據實驗和理論分析的方法進行。因實驗的條件和分析歸納的方法不同，得出的系數和計算公式也不盡相同。下面介紹常用方法。氣力輸送網路的壓力損失 H，可以歸納為由兩部分組成：一部分空氣攜帶物料進行輸送的壓力損失 H物，另一部分為空氣卸掉物料后進行輸送和凈化的壓力損失 H輔，即：

57、輸送物料的壓力損失 H物包括從空氣和物料進入輸送系統到卸料器為止的所有壓力損失。以圖 12為例，即空氣自磨粉機吸入，攜帶物料經接料器、輸料管、彎頭直至卸料器為止的全部壓力損失，它將由下列各項壓力損失所組成：H物=H機+H接+H加+H摩+H彎+H復+H升+H卸 彎頭彎進匯集管沙克龍卸料器卸閉風器平篩輸料管磨升磨粉機機加溜管接料器接32圖 12 氣力輸送系統的風運壓力損失現將上式各項壓力損失的性質和計算方法分述如下：1）空氣通過作業機的壓力損失 H機如果接料器的進風口用引風管連接到某一作業機或吸點進行吸風時，則這一作業機或吸點的空氣阻力，以及連接風管的阻力，都應計算在內。如果接料器直接從大氣進風，

58、則 H機=0。2）空氣通過接料器的壓力損失 H接接料器的壓力損失按下式計算：H接=H動（kg/m2） 式中：H動與接料器連接的輸料管中的空氣的動壓力 接料器的阻力系數，其值隨接料器的結構而異，見表 253)氣使物料起動加速的壓力損失 H加33物料在進入接料器后開始向規定方向運動時，其速度并不是立即可以提高的，而是需要氣流對它進行一段加速的過程。物料加速的壓力損失，與物料的性質、數量和管徑的大小有關。在垂直輸送谷物（小麥）及其磨碎物料時，此項壓力損失為：H加=iG算（kg/m2） 式中：G算計算輸送量，kg/hi 加速 1kg/h 物料的壓力損失，kg/m22 DRui 對于小麥、大米、稻谷等粗

59、硬粒， i=33 kg/m2，對于細軟物料，如 3 皮、4 皮、2 心、麩皮、面粉等，i=35.7 kg/m2。4）輸料管的摩擦壓力損失 H摩空氣在管道中輸送物料時，除因空氣與管壁的摩擦和氣流之間的摩擦所形成的壓力損失外，還有物料在管道中運動時壓力損失。這個損失是物料與空氣和管壁的摩擦以及物料彼此之間的摩擦和碰撞引起的。H摩=Rl（1+K） （kg/m2） （7-10）式中：R輸送空氣時每 1m 管道的壓力損失，可查附錄 6l輸料管的長度，包括彎頭的展開長度，m輸送濃度K阻力系數，與物料的性質、輸料管的直徑和風速和放置形式等有關。不同情況下 K 值的計算式見表 22。表 22 K 值的計算式風

60、管放置方式典型應用垂直管水平管大顆粒小麥、稻谷等8 . 075. 0215. 0uD125. 015. 0uD粗硬物料1 皮、1 心等33. 1)40(24. 0uD125. 0135. 0uD34細軟物料面粉33. 1)40(16. 0uD125. 011. 0uD5）彎頭的壓力損失 H彎空氣攜帶物料通過彎頭時的壓力損失可按下式計算：H彎=H動（1+）（kg/m2） 式中：彎頭在輸送空氣時的阻力系數，見表 236）使物料恢復速度的壓力損失 H復物料通過彎頭時，由于方向改彎和不斷與彎頭碰撞而降低速度。如果在彎頭后面還有管道，物料要繼續輸送，則其速度必須重新恢復起來。當彎頭的方向由垂直轉向水平時