气力输送设计计算方法

2019-07-08 作者：Array

　　气力输送适台干输送松散的不粘结状态的、非热烧结状态的粉末或颗粒状态的物料．尽可能是同一种物质。输送距离的范围．从投资效益和生产费用考虑为1 0—1000m，无论是水平．还是倾斜、垂直都是适用的。敷设输送管道较为方便．输送物料可在控制室进行远距离操纵，并可达到完全自动

　　化操作。输送物料量的范围，一般为0.1—100t／h．特别是输送含有粉末的物料时．气力输送对健康或安全有着重要的意义。在管内壁和分离器内壁衬__层辉绿岩铸石的耐磨衬里，可延长管道的使用寿命。

　　一、 气力输送方案选择

　　的步骤和基奉要点

　　1．气力输送系统主要流程和参数的选择。

　　2．预计操作的正压或负压和气体的消耗量以及管道的直径。

　　3．选择合适的机器提供气力输送的能量和计算出口的压力、流量、速度、输送密度 和管道直径以及最终确定气力输送的技术参数。

　　4．确定设备尺寸和选择主要机器设备、计量设备、混合输送设备、分离器等。

　　5．确定气力输送自动化原则和范围。

　　二、计算空气需要量和管道直径

　　在设计时首先确定吸取和排出物料的位 置和管道布置，输送的总高度和总长度．并 从中确定对管道阻力有影响的弯管、异径管和所有附件龅数量 以及下列参教r

　　Wm——物料输送量，kg／s：

　　w——空气流量．kg／s；

　　Ym——物料容重 kg／mi；

　　z——物料颗粒或平均直径．mm；

　　H——输送管道的总高度．m：

　　L——输送管道帕总长度，m：

　　Lv——空气管道的长度．m。

　　确定出口空气过滤器韵位置和输送物料分离器与空气过滤器之间的管道布置、夸管、管路附件等数量，并确定空气管道的长 度LV。

　　1．输送密度的选择

　　输送密度 以用来确定物料和空气流的重量．并且是确定输送机器和所存主要设备尺寸的原始数据，它的大小对整个设备输送的经济与否有着较大的影响．

　　输送密度的选择：

　　μ=Wm/W (t1)

　　μ=0．2，是用于输送功率小的粉末物料和轻质极细微粉末，对工业吸尘设备最为适宜。 μ=0.2—0.5，应用于短距离小前事的 吸取式输送 7m<150kg／m。的轻质物料．管道全雎力降在AP=25~450mm H2O (1toraH 2O=9．80665Pa)的范围．=0．5—5应用于中等输送距离和功率的轻质、中等重质物料，管道系统全压力降在AP=1000ramH 2O左右。

　　μ=5-,-25，应用于输送功率大的重质物料，管道系统全压力降的范围为0.05—0.35MPa。为了进行预计算，可参考|上述数值选择 输送密度，如采用离心式通风机时， 值通

　　常取l一5 在功率大时选用大值， 便使机器设备不至太大。在使用压缩空气时，一般选用 μ=1 0—20，这只适用在压力为0．5—0．6MPa。

　　2．输送速度的选择

　　物料在管道中是用涡流空气的气流输送，并与输送气体混合在一起沿管壁层流流动，物料通过点至面的接触撞击在管壁上。 每单位时间内撞击的次数和撞击强度，接触表面的大小，流动速度物料在管壁表面动力摩擦的阻力和其它等条件决定物料阻力无困次系数K值．K值与输送物料的容重和颗

　　粒大小有关，并与物料输送速度有关，对一定的输送密度 ，在水平管遭内与物料输送速度分布的关系为：

　　K=f(Ym Wm,D,μo,z)

　　式中 D——管道直径，mm；

　　μo——动力摩擦系数：

　　Wm——物料输送速度，m／s。

　　在D=8o～l 00mm、w =12～1 3m／s、Y。=0．8—1．1的条件下K=f(w )。

　　图1所示系数K值只是定向和近似值。对物料的各种容重都是相似的曲线。在没有提供可靠曲线时，K值须在试验室作出．图1上的曲线对物料容重Ym=0.8—1.1t／ms是有效的。阻力系数K在与w 值无关的范围内 (曲线下部平伏部分)的数值，根据物料的 不同容重，K值分剐等于0.35一1.0。当管道直径在40—80m~i'l时K值通常是等于1。曲线的右侧很平伏，在此范围之内输送物料，其速度在管内均匀地分布，并在

　　整个管径截面上输送物料，物料只是在瞬间接触管壁。如果降低Ⅳ 和w 的速度，则被输送物料在水平管道底部密度就开始增大，与管壁接触就会更加频繁，摩擦阻力也随之增大。曲线的左侧是比较陡立的，如果气速在此范围之内，则管道的压力损失就急剧增大，速度降低，管内的输送物料开始阻塞，直至造成不能继续输送。所以在选用输送速度w 时须在曲线切点之右侧。从节省动力考虑应选用w 的允许范围的最小输送速度，但又要保证在曲线切点之右侧部分，此时阻力系数K≠f(w )。w对各种物料的输送是稍有不同的，一般

　　w 的最低限度为12m／s， 选用15—18m／s较为理想．沿管壁输送物料都分的流动速度比空气的流速慢，也就是说输送物料的颗粒z种Y田越大、越重．则流动速度越慢。在垂直向上输送时．需要克服物料自由降落的悬浮速度w．，克服物料自由降落的速度(是在垂直管道中颗粒物料自由落下时最大和恒定的速度，这个速度在垂直向上前气力输送的转差率速度相等)。在水平输送时是依赖于一定的函数关系。

　　3．悬浮速度的计算 ．

　　Ym大的物料，w 比w小的比较多；在竖管道输送时，差的也多；往上输送时．气体的输送速度w就要克服物料的自重悬浮速度w．．

　　空气速度是物料进入管道入口位置(在压力输送时)的速度，也是管道中最大压力点。在300~500mmH 20身匀低压输送管道上一般不考虑压力的差蹦。在压力降△P=100mmH。O的输送管道上物料入口处的空气速度w须要增加到1．3—1．5倍。 在颗粒z<0．O08mm微细物料输送时,w.只是输送速度w的百分之几，因此可以不考虑．

　　根据已确定的管道直径D和从实验室确定的数据或从曲线图表查得的阻力系数K,就可以进一步计算空气的总援力，它是由叠部设备阻力和用空气与物料混合的条件，以Be rnoulll s方程式得出，适用于各种类型的输进方式和设备(吸取式．低压式，高压式，见围2．3)。

　　三、吸取式气力输送

　　对于粉末或小颗粒物料，在短距离小功

　　率时，可以采用吸取式气力输进(见图2)，如对散装车辆的卸车，从管式反应器的管子上部卸出催化剂，通常都采用吸取式为宜。

　　1．机器设备和各管路附件及管道的压力

　　损失△P 分别为：

　　要求分离器具有高效的分离作用，必须在正确选择使用类型和布蛊时才能实现。在管道L，中的流动属于空气，可以采用较大的流速，以达到使用较小的管道直径，其速度可采用w =10^一15m／s。按式(r6)计算出的Pc值比实际小些。 因为在降压的情 下气体膨胀了，、v是随着压力的下降而以平方的关系增加．而Y是直线下降的，这个与实际小的差别是用有效压力差来平衡，即p，。一 1.0 7pc(用于300^一looomrnH 2O的通风机)jPc=1．12p c(用于1000,-~3000mmH 2O风机)．

　　从风机目录中按照Q—H的特性曲线选择通风机中合适的类型和型号。

　　四、低压式气力输送

　　低压式所需要压力极限为3000mmH O 但一般只需要1 00o一1 500mmH 20，因为这样适应通风机的类型．其计算除与低压吸取设备相同外，还须考虑混台设备压力的增加(仓下喷射输送器．给料喷射输送器，压力输送罐)，因此计算物料入口的空气表压Pc为：

　　式中po——系统全压，kgf／m (G)；"ηsm——混合设备输选器压力效率，一般仓下喷射输送器 em o．32一o．42，给料喷射输送器 ηsm=0．40—0．5 5，压力输送罐η=0．75一O．85．

　　五 高压式气力输送(见图3)

　　1．几点条件和要求

　　(1)由于加压空气逐渐膨胀的关系，沿管壁气体流动速度发生显著地变化． 重度种管道起点与终点的单位长度压力损失也发生显著地变化，为实现经挤地运输，在选择空气流速时，可以选混台设备(输送器)之后输送管遣起点的最低限度数值。

　　(2)常用的空气压力为O．2一O 5MPa

　　(G)，在比例Q／p 值大时操作经济．可有效和5用空气压缩机的能妇， 低的流量，达到高的输送密度和较小的气力输送设备。

　　(3)压力损失的所有部分形成了输送管道整个阻力，这些阻力包括混合设备(输送器)的压力效率，预计算确定与流量有关的所需压力和在选定输送密度时输送管道的直径及长度。

　　2．预计算管道起点(物料入口)空气的压力P2

　　式中 0．9为保证均衡负荷和输送功率稳定恒压、自动调节器的备甩率；Pc—一输送器入I口压力。

　　3．预计算管道末端空气的压力P。

　　如果从式(2 3)算出的p 与式(18)预计算的P。有明显差别时，刚须再修改管道直径D或输送密度 ，直至达到近似一致时

　　为止。 物料阻力系数K值一般选用K=0.35-1。在计算输送粉末状和小颗粒。0一l0mm混合千状物料时，可取K=0.5。

　　6．系统全压Pc

　　为了节约能源减少功率的消耗 在有Nt，CO 气体使用条件时，用以输送粉媒等易爆物质，可以达到既经济又安全的效果，但检埋时注意缺氧。 对各种物料的输送，应按有关规定作好安全措施

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