管徑選擇與管道壓力降計(jì)算（三）.doc

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1、5氣－固兩相流5.1簡述5.1.1氣體和固體在管道內(nèi)一起的流動稱為氣—固兩相流動(簡稱氣—固兩相流)。氣—固兩相流出現(xiàn)在氣力輸送系統(tǒng)中。氣力輸送按其被輸送物料在管道中的運(yùn)動狀態(tài)可分為以下幾類，見圖5.1.1—1和圖5.1.1—2所示。5.1.1.1稀相動壓氣力輸送在輸送物料時，物料懸浮在管中并呈均勻分布，在水平管道中呈飛翔狀態(tài)，空隙率很大，物料輸送主要靠由較高速度在工作氣體所形成的動能來實(shí)現(xiàn)。氣流速度通常在12m／s至40m／s之間，質(zhì)量輸送比(簡稱輸送比，即被輸送物料的質(zhì)量流量與工作氣體質(zhì)量流量之比，以m表示)通常在1～5之間，對于粒料，輸送比可高達(dá)15。5.1.1.2密相動壓氣力輸送物

2、料在管道內(nèi)已不再均勻分布，而呈密集狀態(tài)，物料從氣流中分離出來，但管道并未被堵塞，物料呈沙丘狀，密相動壓輸送亦是依靠工作氣體的動能來實(shí)現(xiàn)的。通常密相動壓輸送中，氣流速度在8～15m／s之間，輸送比(m)在15～20之間，對于易充氣的物料，輸送比(m)可高達(dá)200以上。5.1.1.3密相靜壓氣力輸送物料在管道中沉積、密集而栓塞管道，依靠工作氣體的靜壓來推送物料，比起前兩種輸送方式，密相靜壓輸送的氣流速度更低，輸送比(m)更高。5.1.2設(shè)計(jì)氣力輸送系統(tǒng)時，應(yīng)根據(jù)被輸送物料的特性、裝置的技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求以及生產(chǎn)過程的工藝特性和工藝要求等因素，選擇合適的輸送方式。要考慮溫度對被輸送物料的影響，同時系統(tǒng)

3、中應(yīng)采取消除靜電和防爆措施，確保安全操作。確定正確的輸送方式后，可根據(jù)系統(tǒng)的允許壓力降和工作氣體的流量選擇送風(fēng)或引風(fēng)設(shè)備。5.1.3氣力輸送系統(tǒng)的壓力降包括輸送管道(包括管件)和附屬設(shè)備，如分離器、噴嘴或吸嘴以及袋濾機(jī)等的壓力降。本章只給出管道(包括管件)壓力降的計(jì)算公式，附屬設(shè)備壓力降的計(jì)算可參考有關(guān)制造廠的產(chǎn)品說明和其他的文獻(xiàn)資料。圖5.1.1—1水平氣力輸送物料運(yùn)動狀態(tài)圖5.1.1—2垂直氣力輸送物料運(yùn)動狀態(tài)5.2計(jì)算方法5.2.1氣力輸送是一門半經(jīng)驗(yàn)半理論的學(xué)科?；の锪掀贩N繁多，形狀各異。設(shè)計(jì)氣力輸送裝置時，可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用裝置，選取設(shè)計(jì)參數(shù)，若無實(shí)際裝置參考，可通過實(shí)驗(yàn)來確定，也

4、可從與被輸送物料性質(zhì)接近(指形狀、密度等物理性質(zhì)接近)的實(shí)際裝置中選取有關(guān)數(shù)據(jù)。5.2.1.1在某一氣體流速下輸送物料其壓力降最小，該氣體流速稱為經(jīng)濟(jì)流速，以ue表示。5.2.1.2當(dāng)氣體流速低到某一值時，輸送物料開始沉積而堵塞管道，此時的氣體流速稱為噎塞流速，用uh表示。5.2.1.3稀相動壓輸送時，氣體流速大于經(jīng)濟(jì)流速。密相動壓輸送時，氣體流速介于經(jīng)濟(jì)流速與噎塞流速間，密相靜壓輸送的氣體流速則低于噎塞流速。輸送過程中，隨著輸送距離的加大，有時應(yīng)逐漸加大輸送管徑以適應(yīng)流速的增加。5.2.1.4經(jīng)濟(jì)流速和噎塞流速由實(shí)驗(yàn)測定，輸送比則可根據(jù)物料特性及輸送方式來確定(5.2.1—1)式中m——

5、料－氣質(zhì)量輸送比，簡稱輸送比，WS——物料質(zhì)量流量，kg／h；WG——?dú)怏w質(zhì)量流量，kg／h；5.2.1.5使物料保持懸浮狀態(tài)的氣體最小流速稱為懸浮流速，以Vt表示，由實(shí)驗(yàn)測定，亦可由下式估算：對于粉料(通常粒徑小于0.001m稱為粉料)(5.2.1—2)對于粒狀物料(通常粒徑大于0.001m稱為粒料)：(5.2.1—3)式中Vt——懸浮流速，m／s；d——輸送物料的當(dāng)量球徑(同體積圓球的直徑)，m；ρS——輸送物料的堆積密度，kg／m3；ρf——工作氣體的密度，kg／m3；g——重力加速度，m／s2；μf——工作氣體的粘度，Pa·s。5.2.2稀相動壓氣力輸送管壓力降計(jì)算稀相動力氣力輸送

6、的氣體流速高于經(jīng)濟(jì)流速(ue)，計(jì)算時，應(yīng)首先選定氣體流速(uf)，uf由經(jīng)驗(yàn)選定，或由下式估算：(5.2.2—1)式中uf——?dú)怏w流速，m／s；KL——輸送物料的粒度系數(shù)，見表5.2.2—1；Kd——輸送物料的特性系數(shù)，取2×10-5～5×10-5，對于干燥粉料取較小值，Lt——輸送距離，mLt=L1+n1Lh+n2L2+nbLb(5.2.2—2)L1——水平管長度，m；L2——傾斜管長度，m；Lh——垂直管長度，m；Lb——彎管當(dāng)量長度，m；90°彎管當(dāng)量長度見表5.2.2—2；n1——垂直管校正系數(shù)，n1＝1.3～2.0n2——傾斜管校正系數(shù)n2=1+2α(nl一1)／π或n2=1.

7、1～1.5；α——傾斜宜管與水平面的夾角，rad，nb——彎管數(shù)量。其余符號意義同前。除上述可由式(5.2.2—1)估算uf外，亦可以uf=2Vt作為初選氣體流速。氣力輸送中，滿足工況要求可以選用的氣體流速和輸送比的范圍是較寬的，但如何確定最優(yōu)方案卻是比較困難的。本章提到的經(jīng)濟(jì)流速，是指輸送管中物料顆粒在氣流中由均勻分布到不再均勻分布的臨界點(diǎn)，即稀相動壓輸送與密相動壓輸送間的臨界點(diǎn)，并非輸送中氣流的最優(yōu)流速。一般氣力輸送