1、Chapter6 氣力輸送一、氣力輸送的基本原理 則顆粒將因慣性作用而以等速v沉向下沉降，這一速度就叫做沉降速度。 散粒物料在氣流中運動時，沉降速度和懸浮速度是它的最基本性質。 當直徑為d的球形顆粒以靜止狀態在空氣中自由下落時，由于受到重力的作用，下落速度將愈來愈快，同時，顆粒受空氣的阻力亦逐漸增大。當顆粒的自重G以及物體在空氣中受到的浮力P和阻力R，按下列關系達到平衡時，即； 設沉降速度為v沉的顆粒，放在垂直向上的速度為v的均勻氣流中，則顆粒運動的絕對速度v物將為： 此時，如果v=v沉，則物體的絕對速度v物=0，即物體在氣流中停在原處，既不上升，也不下降。通常將這時的氣流速度稱為物體的懸浮速

2、度。物體的懸浮速度在數值上與沉降速度相等，即v懸=v沉。由此可見，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。 在實際的氣力輸送管道中，由于物料相互之間和同管壁之間的摩擦、碰撞以及管道內氣流的不均勻等多種原因，實際所需的氣流速度遠比物料的懸浮速度為大。二、氣力輸送裝置的分類及特性 1、稀相氣力輸送 特點是氣流速度較高，物料懸浮在垂直管中呈均勻分布，在水平管中呈飛翔狀態，空隙率很大。物料的輸送主要依靠由較高速度的空氣所形成的動能，因而稱為稀相

3、輸送。 2、密相動力輸送 特點是氣流速度小于經濟速度而大于噎塞速度，通常在2 15m/s之間。此時，物料在管道內已不再均勻分布，而呈密集狀態，但管道并末被物料堵塞，仍然是依靠氣流的動能來輸送，稱為密相輸送。 這類氣送裝置有：高壓壓送、高真空吸送和流態化輸送。輸送比的變化范圍大，對于高壓壓送和高真空吸送的輸送比大致為15 50之間，流動狀態呈脈動集團流。通常采用的氣速約為1240m/s，料氣混合比為1 5左右。 3、密相靜壓氣力輸送 特點是物料密集而柱塞管道，依靠氣流的靜壓來推動物料，稱為密相靜壓氣力輸送。圖8-1圖8-2各類氣力輸送裝置的對比三、 氣力輸送裝置的類型選擇原則1、經濟速度和噎塞速

4、度（1）經濟速度UC 當物料床層達到流態化狀態后，床層壓降為恒定，而單位高度床層的壓降隨氣流速度的增加而下降，氣流中物料濃度不斷被稀釋，當氣速增加到氣流中僅剩下最大顆粒時，單位高度床層壓降出現最小值，此前床層的壓降主要為氣流與顆粒間的摩擦損失。當氣流速度v超過了物料中最大顆粒的懸浮速度Ut，最大顆粒將以速度U（v - Ut）向上移動，此時的壓力損失為純氣流流動的壓力損失，這一過程中單位床層壓降最小值時的氣流速度稱為“經濟速度”。（2）噎塞速度Uch 當氣流與固體顆粒摩擦損失的降低正好等于顆粒濃度增加所造成的壓力降，若氣速再降低將不能支持固體，全部固體顆粒將堆積管底，被固體噎塞。此時的氣速稱為噎

5、塞速度。因此，噎塞速度為稀相垂直輸送所需要的最低氣速。2、氣力輸送裝置類型選擇考慮因素1、按物料的輸送特性考慮 顆粒的形狀、粒度及密度、磨損性及脆性等。2、按裝置的技術經濟性能考慮 密相動壓氣送、稀相氣送、壓送式。3、按生產過程的工藝特征考慮4、按多種類型的組合考慮三、氣力輸送系統及附件1、氣力輸送系統：混合輸送分離正壓氣力輸送系統正壓氣力輸送特點： 1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。 2因為輸送空氣的壓力可以提高到風機額定的最高排氣壓力，所以即使輸送條件有些變化，也能保持一定程度的適應性，適合于高濃度長距離輸送。 3整個裝置內部處于正壓狀態，物料易從排料口排出

6、。卸料器和除塵器結構較簡單，但供料器結構較復雜，且只能由一處供料。在輸送過程中，灰塵容易飛揚。 4 風機磨損小。負壓氣力輸送系統 負壓氣力輸送的特點： 1供料裝置簡單，能同時從幾處吸取物料，而且不受吸料場地空間大小和位置限制。 2適宜于堆積面廣，或裝在低處深處物料的輸送。 3 因管道內的真空度有限，故輸送距離有限。 4在輸送過程中，沒有灰塵飛揚，供料口可以敞開，供料和輸送可以連續進行。 5由于輸送氣流的壓力低于大氣壓力，水分容易蒸發，所以對水分多的物料比壓氣式容易輸送。6 當通過風機的氣體沒有很好除塵時，將加速風機磨損。混合式氣力輸送系統混合式氣力輸送的特點： 1、可以從幾處吸取物料，又可把物

7、料同時輸送到幾處，且輸送距離較遠。2、含料氣體通過風機，使風機磨損加速；整個裝置設備較復雜。 流送式氣力輸送 空氣輸送斜槽將空氣不斷通過多孔透氣層充入粉狀物料中，使物料變成類似流體性質，因而能由機槽的高端流向低端。 物料集團輸送也稱為栓流氣力輸送，是通過氣體壓力將管道內的物料分割成許多間斷的料栓，并被氣力推動沿管道輸送。 2、附件 供料器 輸料管 輸料管是用來輸送物料和空氣混合物的管道，它通常連接在供料器和卸料器之間。輸料管采用圓形截面，可使氣流在整個截面上容易均勻分布，同時，其阻力亦比共它形狀的管子為小，制造、安裝也較方便。 彎頭 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：

8、(1) 分離效率要高 (2) 性能要穩定。即當輸送條件稍有變化時，也要具有穩定的分離能力。 (3) 結構簡單，體積緊湊。容易磨損的部位能拆卸更換，檢查維修要方便。另外要有較多的透明部分，以便觀察和操作。 (4) 要具有“一風多用”的作用。即不僅能卸出物料，而且還能把其中的灰塵和雜質等分離出來，并對物料表面有一定的摩擦清理作用。 箱式卸料器 以木條或角鋼為框架并鑲嵌玻璃的三角形箱子。 垂直提升的物料和空氣由輸料管經變形管沖向圓弧形頂蓋，然后折向沉降室。由于圓弧形頂蓋對物料的碰撞和摩擦，以及沉降室體積的擴大，使物料失去原來的運動速度，并在自身重力的作用下向下降落，流經淌板，而從出口經關風器排出。

9、物料中的灰塵和一部分輕雜質，則隨同氣流從出風管吸出，然后去除塵器收集。彎頭式卸料器 由進料變形管、矩形彎頭、調風閥、集料斗和出風管組成。 物料與空氣的混合物由輸料管經變形管進入矩形彎頭。在彎頭中，物料繼續靠氣流的帶動和自身的慣性力前進，并滑向集料斗。空氣和輕雜質則經出風管吸出。 閉風器 閉風器，是使卸料器在有壓力差的情況下，能夠順利地排出物料，而又不致泄漏空氣的一種設備。 閉風器是氣力輸送裝置中十分關鍵的設備。它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，特別是高度要低。 常用的閉風器有需要傳動的葉輪式閉風器和不需傳動的料封壓力門閉風器等。料封壓力門 依靠堆積一定高度的物

10、料來保持氣密要求的結構簡單，制作方便，不需傳動缺點是需要有較高的垂直高度，否則容易漏風對于粉狀物料效果較差四、氣力輸送過程的工藝參數料-氣輸送比 料-氣輸送比，是指在氣力輸送過程中，固體顆粒和氣體的質量流量(kg/s)的比值，簡稱輸送比，可用下式表示 輸送比有時采用在輸送管道單位長度上物料與空氣的容積比表示，稱為容積濃度或容積輸送比，用表示：四、氣力輸送過程的工藝參數料-氣輸送比 若輸送管道內顆粒與空氣的表觀速度(m/s)分別為us、ug，則在單位長度管道上的物料量qs和空氣量qg分別為： 在單位長度管道上物料與空氣的流量比，稱為管道內的真實速度比，記為0，可用下式表示四、氣力輸送過程的工藝參

11、數管內氣體流速 管中固體顆粒占據了部分管道的截面積，以As表示，管道的截面積以A表示，則空氣的流通凈面積為：Ap=A-As。此時，空氣的表觀速度和真實速度如下： 表觀速度： 真實速度： 當輸送比較小時，ug,tug，此時，就可用ug作為管道內的真實速度。四、氣力輸送過程的工藝參數管內混合物的密度 管內單位容積物料的質量，即管內物料密度s,p： 管內單位容積空氣的質量，即管內空氣密度g,p：四、氣力輸送過程的工藝參數管內混合物的密度 管內混合物的密度s,g： 當輸送量較小，ApA時，管內混合物的密度s,g可簡化為：四、氣力輸送過程的工藝參數管內空隙率 氣固混合物的顆粒濃度越高，管內的空隙率就越小

12、，若管徑為dt，取長度等于顆粒粒徑ds的管段，并設n個顆粒(單個顆粒體積為Vs)在管道截面上均勻分布，則： 整理得：四、氣力輸送過程的工藝參數管內空隙率 管內空隙度為： 由于sg，則管內空隙度可近似表示為：四、氣力輸送過程的工藝參數例：已知管內輸送數據:固體顆粒輸送量：Gs=36000kg/h； 輸送比：=50物料懸浮速度：ut=3m/s； 物料密度：s=3000kg/m3 管道入口空氣密度：g=1.2kg/m3； 空氣的表觀速度：ug=21.25m/s求： 輸送所需要的空氣質量流量Gg和體積流量Q 管徑 管道單位截面積輸送量 若測定得到穩定輸送時顆粒的速度us為管內空氣實際流速的0.823 倍，求us 真實輸送比0 容積輸送比 管內混合物密度 管內空隙率五、氣力輸送的特點1、輸送管道結構簡單，占據地面和空間小，走向靈活， 管理簡單。2、物料在管道內密閉輸送，不受環境、氣候等條件影響， 物料漏損、飛揚量很少，環境衛生較好。3、設備操作控制容易實現自動化。4、輸送量和輸送距離較大，可沿任意方向輸送。可把輸送 和其他工藝過程(干燥、冷卻、混合、分選等)聯合進行優點：優點：五、氣力輸送的特點缺點：1、動力消耗較大2、管道和