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氣力輸送設計實例計算
氣力輸送設計實例計算
氣力輸送適臺干輸送松散的不粘結狀態的、非熱燒結狀態的粉末或顆粒狀態的物料．盡可能是同一種物質。輸送距離的范圍．從投資效益和生產費用考慮為1 0—1000m，無論是水平．還是傾斜、垂直都是適用的。敷設輸送管道較為方便．輸送物料可在控制室進行遠距離操縱，并可達到完全自動
化操作。輸送物料量的范圍，一般為0.1—100t／h．特別是輸送含有粉末的物料時．氣力輸送對健康或安全有著重要的意義。在管內壁和分離器內壁襯__層輝綠巖鑄石的耐磨襯里，可延長管道的使用壽命。
化操作。輸送物料量的范圍，一般為0.1—100t／h．特別是輸送含有粉末的物料時．氣力輸送對健康或安全有著重要的意義。在管內壁和分離器內壁襯__層輝綠巖鑄石的耐磨襯里，可延長管道的使用壽命。
一、 氣力輸送方案選擇
的步驟和基奉要點
1．氣力輸送系統主要流程和參數的選擇。
2．預計操作的正壓或負壓和氣體的消耗量以及管道的直徑。
3．選擇合適的機器提供氣力輸送的能量和計算出口的壓力、流量、速度、輸送密度 和管道直徑以及最終確定氣力輸送的技術參數。
4．確定設備尺寸和選擇主要機器設備、計量設備、混合輸送設備、分離器等。
5．確定氣力輸送自動化原則和范圍。
1．氣力輸送系統主要流程和參數的選擇。
2．預計操作的正壓或負壓和氣體的消耗量以及管道的直徑。
3．選擇合適的機器提供氣力輸送的能量和計算出口的壓力、流量、速度、輸送密度 和管道直徑以及最終確定氣力輸送的技術參數。
4．確定設備尺寸和選擇主要機器設備、計量設備、混合輸送設備、分離器等。
5．確定氣力輸送自動化原則和范圍。
二、計算空氣需要量和管道直徑
在設計時首先確定吸取和排出物料的位 置和管道布置，輸送的總高度和總長度．并 從中確定對管道阻力有影響的彎管、異徑管和所有附件齙數量 以及下列參教r
Wm——物料輸送量，kg／s：
w——空氣流量．kg／s；
Ym——物料容重 kg／mi；
z——物料顆粒或平均直徑．mm；
H——輸送管道的總高度．m：
L——輸送管道帕總長度，m：
Lv——空氣管道的長度．m。
確定出口空氣過濾器韻位置和輸送物料分離器與空氣過濾器之間的管道布置、夸管、管路附件等數量，并確定空氣管道的長 度LV。
1．輸送密度的選擇
輸送密度 以用來確定物料和空氣流的重量．并且是確定輸送機器和所存主要設備尺寸的原始數據，它的大小對整個設備輸送的經濟與否有著較大的影響．
輸送密度的選擇：
μ=Wm/W (t1)
μ=0．2，是用于輸送功率小的粉末物料和輕質極細微粉末，對工業吸塵設備最為適宜。 μ=0.2—0.5，應用于短距離小前事的 吸取式輸送 7m<150kg／m。的輕質物料．管道全雎力降在AP=25~450mm H2O (1toraH 2O=9．80665Pa)的范圍．=0．5—5應用于中等輸送距離和功率的輕質、中等重質物料，管道系統全壓力降在AP=1000ramH 2O左右。
μ=5-,-25，應用于輸送功率大的重質物料，管道系統全壓力降的范圍為0.05—0.35MPa。為了進行預計算，可參考|上述數值選擇 輸送密度，如采用離心式通風機時， 值通
常取l一5 在功率大時選用大值， 便使機器設備不至太大。在使用壓縮空氣時，一般選用 μ=1 0—20，這只適用在壓力為0．5—0．6MPa。
2．輸送速度的選擇
物料在管道中是用渦流空氣的氣流輸送，并與輸送氣體混合在一起沿管壁層流流動，物料通過點至面的接觸撞擊在管壁上。 每單位時間內撞擊的次數和撞擊強度，接觸表面的大小，流動速度物料在管壁表面動力摩擦的阻力和其它等條件決定物料阻力無困次系數K值．K值與輸送物料的容重和顆
粒大小有關，并與物料輸送速度有關，對一定的輸送密度 ，在水平管遭內與物料輸送速度分布的關系為：
K=f(Ym Wm,D,μo,z)
式中 D——管道直徑，mm；
μo——動力摩擦系數：
Wm——物料輸送速度，m／s。
在D=8o～l 00mm、w =12～1 3m／s、Y。=0．8—1．1的條件下K=f(w )。
Wm——物料輸送量，kg／s：
w——空氣流量．kg／s；
Ym——物料容重 kg／mi；
z——物料顆粒或平均直徑．mm；
H——輸送管道的總高度．m：
L——輸送管道帕總長度，m：
Lv——空氣管道的長度．m。
確定出口空氣過濾器韻位置和輸送物料分離器與空氣過濾器之間的管道布置、夸管、管路附件等數量，并確定空氣管道的長 度LV。
1．輸送密度的選擇
輸送密度 以用來確定物料和空氣流的重量．并且是確定輸送機器和所存主要設備尺寸的原始數據，它的大小對整個設備輸送的經濟與否有著較大的影響．
輸送密度的選擇：
μ=Wm/W (t1)
μ=0．2，是用于輸送功率小的粉末物料和輕質極細微粉末，對工業吸塵設備最為適宜。 μ=0.2—0.5，應用于短距離小前事的 吸取式輸送 7m<150kg／m。的輕質物料．管道全雎力降在AP=25~450mm H2O (1toraH 2O=9．80665Pa)的范圍．=0．5—5應用于中等輸送距離和功率的輕質、中等重質物料，管道系統全壓力降在AP=1000ramH 2O左右。
μ=5-,-25，應用于輸送功率大的重質物料，管道系統全壓力降的范圍為0.05—0.35MPa。為了進行預計算，可參考|上述數值選擇 輸送密度，如采用離心式通風機時， 值通
常取l一5 在功率大時選用大值， 便使機器設備不至太大。在使用壓縮空氣時，一般選用 μ=1 0—20，這只適用在壓力為0．5—0．6MPa。
2．輸送速度的選擇
物料在管道中是用渦流空氣的氣流輸送，并與輸送氣體混合在一起沿管壁層流流動，物料通過點至面的接觸撞擊在管壁上。 每單位時間內撞擊的次數和撞擊強度，接觸表面的大小，流動速度物料在管壁表面動力摩擦的阻力和其它等條件決定物料阻力無困次系數K值．K值與輸送物料的容重和顆
粒大小有關，并與物料輸送速度有關，對一定的輸送密度 ，在水平管遭內與物料輸送速度分布的關系為：
K=f(Ym Wm,D,μo,z)
式中 D——管道直徑，mm；
μo——動力摩擦系數：
Wm——物料輸送速度，m／s。
在D=8o～l 00mm、w =12～1 3m／s、Y。=0．8—1．1的條件下K=f(w )。
整個管徑截面上輸送物料，物料只是在瞬間接觸管壁。如果降低Ⅳ 和w 的速度，則被輸送物料在水平管道底部密度就開始增大，與管壁接觸就會更加頻繁，摩擦阻力也隨之增大。曲線的左側是比較陡立的，如果氣速在此范圍之內，則管道的壓力損失就急劇增大，速度降低，管內的輸送物料開始阻塞，直至造成不能繼續輸送。所以在選用輸送速度w 時須在曲線切點之右側。從節省動力考慮應選用w 的允許范圍的最小輸送速度，但又要保證在曲線切點之右側部分，此時阻力系數K≠f(w )。w對各種物料的輸送是稍有不同的，一般
w 的最低限度為12m／s， 選用15—18m／s較為理想．沿管壁輸送物料都分的流動速度比空氣的流速慢，也就是說輸送物料的顆粒z種Y田越大、越重．則流動速度越慢。在垂直向上輸送時．需要克服物料自由降落的懸浮速度w．，克服物料自由降落的速度(是在垂直管道中顆粒物料自由落下時最大和恒定的速度，這個速度在垂直向上前氣力輸送的轉差率速度相等)。在水平輸送時是依賴于一定的函數關系。
3．懸浮速度的計算 ．
Ym大的物料，w 比w小的比較多；在豎管道輸送時，差的也多；往上輸送時．氣體的輸送速度w就要克服物料的自重懸浮速度w．．
空氣速度是物料進入管道入口位置(在壓力輸送時)的速度，也是管道中最大壓力點。在300~500mmH 20身勻低壓輸送管道上一般不考慮壓力的差蹦。在壓力降△P=100mmH。O的輸送管道上物料入口處的空氣速度w須要增加到1．3—1．5倍。 在顆粒z<0．O08mm微細物料輸送時,w.只是輸送速度w的百分之幾，因此可以不考慮．
根據已確定的管道直徑D和從實驗室確定的數據或從曲線圖表查得的阻力系數K,就可以進一步計算空氣的總援力，它是由疊部設備阻力和用空氣與物料混合的條件，以Be rnoulll s方程式得出，適用于各種類型的輸進方式和設備(吸取式．低壓式，高壓式，見圍2．3)。
三、吸取式氣力輸送
對于粉末或小顆粒物料，在短距離小功
率時，可以采用吸取式氣力輸進(見圖2)，如對散裝車輛的卸車，從管式反應器的管子上部卸出催化劑，通常都采用吸取式為宜。
1．機器設備和各管路附件及管道的壓力
損失△P 分別為：
要求分離器具有高效的分離作用，必須在正確選擇使用類型和布蠱時才能實現。在管道L，中的流動屬于空氣，可以采用較大的流速，以達到使用較小的管道直徑，其速度可采用w =10^一15m／s。按式(r6)計算出的Pc值比實際小些。 因為在降壓的情 下氣體膨脹了，、v是隨著壓力的下降而以平方的關系增加．而Y是直線下降的，這個與實際小的差別是用有效壓力差來平衡，即p，。一 1.0 7pc(用于300^一looomrnH 2O的通風機)jPc=1．12p c(用于1000,-~3000mmH 2O風機)．
從風機目錄中按照Q—H的特性曲線選擇通風機中合適的類型和型號。
率時，可以采用吸取式氣力輸進(見圖2)，如對散裝車輛的卸車，從管式反應器的管子上部卸出催化劑，通常都采用吸取式為宜。
1．機器設備和各管路附件及管道的壓力
損失△P 分別為：
要求分離器具有高效的分離作用，必須在正確選擇使用類型和布蠱時才能實現。在管道L，中的流動屬于空氣，可以采用較大的流速，以達到使用較小的管道直徑，其速度可采用w =10^一15m／s。按式(r6)計算出的Pc值比實際小些。 因為在降壓的情 下氣體膨脹了，、v是隨著壓力的下降而以平方的關系增加．而Y是直線下降的，這個與實際小的差別是用有效壓力差來平衡，即p，。一 1.0 7pc(用于300^一looomrnH 2O的通風機)jPc=1．12p c(用于1000,-~3000mmH 2O風機)．
從風機目錄中按照Q—H的特性曲線選擇通風機中合適的類型和型號。
四、低壓式氣力輸送
低壓式所需要壓力極限為3000mmH O 但一般只需要1 00o一1 500mmH 20，因為這樣適應通風機的類型．其計算除與低壓吸取設備相同外，還須考慮混臺設備壓力的增加(倉下噴射輸送器．給料噴射輸送器，壓力輸送罐)，因此計算物料入口的空氣表壓Pc為：
式中po——系統全壓，kgf／m (G)；"ηsm——混合設備輸選器壓力效率，一般倉下噴射輸送器 em o．32一o．42，給料噴射輸送器 ηsm=0．40—0．5 5，壓力輸送罐η=0．75一O．85．
低壓式所需要壓力極限為3000mmH O 但一般只需要1 00o一1 500mmH 20，因為這樣適應通風機的類型．其計算除與低壓吸取設備相同外，還須考慮混臺設備壓力的增加(倉下噴射輸送器．給料噴射輸送器，壓力輸送罐)，因此計算物料入口的空氣表壓Pc為：
式中po——系統全壓，kgf／m (G)；"ηsm——混合設備輸選器壓力效率，一般倉下噴射輸送器 em o．32一o．42，給料噴射輸送器 ηsm=0．40—0．5 5，壓力輸送罐η=0．75一O．85．
五 高壓式氣力輸送(見圖3)
1．幾點條件和要求
(1)由于加壓空氣逐漸膨脹的關系，沿管壁氣體流動速度發生顯著地變化． 重度種管道起點與終點的單位長度壓力損失也發生顯著地變化，為實現經擠地運輸，在選擇空氣流速時，可以選混臺設備(輸送器)之后輸送管遣起點的最低限度數值。
(2)常用的空氣壓力為O．2一O 5MPa
(G)，在比例Q／p 值大時操作經濟．可有效和5用空氣壓縮機的能婦， 低的流量，達到高的輸送密度和較小的氣力輸送設備。
(3)壓力損失的所有部分形成了輸送管道整個阻力，這些阻力包括混合設備(輸送器)的壓力效率，預計算確定與流量有關的所需壓力和在選定輸送密度時輸送管道的直徑及長度。
2．預計算管道起點(物料入口)空氣的壓力P2
式中 0．9為保證均衡負荷和輸送功率穩定恒壓、自動調節器的備甩率；Pc—一輸送器入I口壓力。
3．預計算管道末端空氣的壓力P。
如果從式(2 3)算出的p 與式(18)預計算的P。有明顯差別時，剛須再修改管道直徑D或輸送密度 ，直至達到近似一致時
為止。 物料阻力系數K值一般選用K=0.35-1。在計算輸送粉末狀和小顆粒。0一l0mm混合千狀物料時，可取K=0.5。
6．系統全壓Pc
為了節約能源減少功率的消耗 在有Nt，CO 氣體使用條件時，用以輸送粉媒等易爆物質，可以達到既經濟又安全的效果，但檢埋時注意缺氧。 對各種物料的輸送，應按有關規定作好安全措施
1．幾點條件和要求
(1)由于加壓空氣逐漸膨脹的關系，沿管壁氣體流動速度發生顯著地變化． 重度種管道起點與終點的單位長度壓力損失也發生顯著地變化，為實現經擠地運輸，在選擇空氣流速時，可以選混臺設備(輸送器)之后輸送管遣起點的最低限度數值。
(2)常用的空氣壓力為O．2一O 5MPa
(G)，在比例Q／p 值大時操作經濟．可有效和5用空氣壓縮機的能婦， 低的流量，達到高的輸送密度和較小的氣力輸送設備。
(3)壓力損失的所有部分形成了輸送管道整個阻力，這些阻力包括混合設備(輸送器)的壓力效率，預計算確定與流量有關的所需壓力和在選定輸送密度時輸送管道的直徑及長度。
2．預計算管道起點(物料入口)空氣的壓力P2
式中 0．9為保證均衡負荷和輸送功率穩定恒壓、自動調節器的備甩率；Pc—一輸送器入I口壓力。
3．預計算管道末端空氣的壓力P。
如果從式(2 3)算出的p 與式(18)預計算的P。有明顯差別時，剛須再修改管道直徑D或輸送密度 ，直至達到近似一致時
為止。 物料阻力系數K值一般選用K=0.35-1。在計算輸送粉末狀和小顆粒。0一l0mm混合千狀物料時，可取K=0.5。
6．系統全壓Pc
為了節約能源減少功率的消耗 在有Nt，CO 氣體使用條件時，用以輸送粉媒等易爆物質，可以達到既經濟又安全的效果，但檢埋時注意缺氧。 對各種物料的輸送，應按有關規定作好安全措施
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