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文檔簡介
氣力輸送原理氣力輸送原理氣力輸送原理氣力輸送原理理論常見問題概述常用術(shù)語氣力輸送原理氣力輸送理論常見概述常用1、目前采用較廣泛的空氣輸送方式,都是建立在具有一定速度的氣流對物料顆粒作用的基礎(chǔ)上。2、許多試驗(yàn)分析指出,用空氣輸送物料時(shí),紊流運(yùn)動Re>4000是空氣和物料混合物的主要運(yùn)動形式。
一、氣流狀態(tài)及其對物料顆粒的作用空氣繞過物料顆粒的狀況第一節(jié)概述1、目前采用較廣泛的空氣輸送方式,都是建立在具有一定速度的氣二、固體流態(tài)化
第一節(jié)概述二、固體流態(tài)化第一節(jié)概述1、上圖演示空氣以不同速度通過固體顆粒層時(shí),固體顆粒層的狀態(tài)發(fā)生的不同變化。2、當(dāng)流體自下而上通過料層時(shí),當(dāng)u較低時(shí),空氣流只是穿過顆粒之間的空隙,顆粒靜止不動,并彼此互相接觸,這種狀態(tài)的顆粒層叫固定床。3、隨著u的增加,顆粒間隙隨之增大。當(dāng)流速增加到一定值時(shí),全部顆粒都剛好懸浮在空氣流中,空氣對顆粒的作用力與其重力相平衡,相鄰顆粒間擠壓力的垂直分量等于零,床層開始具有流體的特性,此種“沸騰”狀的床層稱為流態(tài)化床,此種現(xiàn)象稱為流態(tài)化。(此流速可稱為臨界流速)。4、當(dāng)繼續(xù)增大u,床層的上界面消失,固體顆粒被氣流夾帶并被氣流帶走,這種狀態(tài)叫做稀相流態(tài)化。第一節(jié)概述1、上圖演示空氣以不同速度通過固體顆粒層時(shí),固體顆粒層的狀態(tài)1、輸送管道結(jié)構(gòu)簡單,占據(jù)地面和空間小,走向靈活,管理簡單。2、物料在管道內(nèi)密閉輸送,不受環(huán)境、氣候等條件影響,物料漏損、飛揚(yáng)量很少,環(huán)境衛(wèi)生較好。3、設(shè)備操作控制容易實(shí)現(xiàn)自動化。4、輸送量和輸送距離較大,可以向高壓端輸送。可把輸送和有些工藝過程(干燥、冷卻、混合、分選等)聯(lián)合進(jìn)行。即環(huán)保、易實(shí)現(xiàn)化工自動化操作!三、采用氣力輸送的理由優(yōu)點(diǎn):1、動力消耗較大.2、管道和供料器磨損過快。3、輸送的物料有限制,目前多用于輸送粉狀物料,不易輸送潮濕易黏結(jié)、怕碎的物料及高速運(yùn)動時(shí)產(chǎn)生靜電的物料。缺點(diǎn):第一節(jié)概述1、輸送管道結(jié)構(gòu)簡單,占據(jù)地面和空間小,走向靈活,管理簡單。能被液化的顆粒尺寸從小于1μm到大于6μm,一般認(rèn)為粒徑分布在10~150μm之間的顆??勺詈玫仄椒€(wěn)流化(開成的大汽泡最少)。大顆粒引起不穩(wěn)定,并導(dǎo)致節(jié)涌和大的波動。小顆粒(小于20μm)即使是干燥的,常常形成固塊、溝流。在流固系統(tǒng)或氣液系統(tǒng)中,由于不均勻的流動,流體打開了一條阻力很小的通道,形成所謂溝,以極短的停留時(shí)間通過床層。這種現(xiàn)象稱為溝流。形成溝流會降低傳質(zhì)效率。第一節(jié)概述能被液化的顆粒尺寸從小于1μm到大于6μm,一般認(rèn)為粒徑輸送方式氣力輸送機(jī)械輸送稀相密相栓流帶式輸送機(jī)振動輸送機(jī)斗式提升機(jī)螺旋輸送機(jī)壓送式吸送式功率消耗
kW·h/(t·m)0.002
~0.3
0.03~1.0
0.001
~0.020.0003
~0.0060.002
~0.80.003
~0.030.01~0.1
氣力輸送與機(jī)械輸送的功率消耗比較
氣力輸送相比機(jī)械輸送功耗要大!第一節(jié)概述輸送方式氣力輸送機(jī)械輸送稀
一、固氣比第二節(jié)氣力輸送常用術(shù)語流過管道截面的物料與空氣的重量(或質(zhì)量)流量比簡稱輸送比或固氣比,用μ表示。其是氣力輸送的關(guān)鍵參量,因一旦選定固氣比,即可通過輸送量來計(jì)算所需的氣量。一、固氣比第二節(jié)氣力輸送常用術(shù)語流過管道截面的物料
二、管內(nèi)汽流流速第二節(jié)氣力輸送常用術(shù)語空氣量由固氣比與輸送量的關(guān)系算出以后,一旦選定管內(nèi)的氣流速度便可計(jì)算輸送管徑u顆粒平均速度可以看出,氣流的真實(shí)速度υ0總是大于氣流的視在速度υ。當(dāng)管道某一截面上物料增多時(shí),物料占據(jù)的面積增加,從而使氣速增加,物料便自動加速。氣流速度(或視在氣流速度)υ是氣力輸送另一個(gè)重要參量。但是由于物料占據(jù)了管道一定的截面AS,而管道的截面積為A,則空氣通過凈面積AP(=A-AS)的真實(shí)速度υ0要比視在氣流速度υ為高。二、管內(nèi)汽流流速第二節(jié)氣力輸送常用術(shù)語空氣量由固氣
三、管內(nèi)混合物體比重第二節(jié)氣力輸送常用術(shù)語比重:管內(nèi)單位容積的重量,用γ表示。固體比重氣體比重混合物比重三、管內(nèi)混合物體比重第二節(jié)氣力輸送常用術(shù)語比重:管
四、摩擦角第二節(jié)氣力輸送常用術(shù)語粉體物料的流動和輸送時(shí),要使顆粒移動,因此顆粒之間,顆粒與管壁之間存在著摩擦作用。這個(gè)摩擦作用,特別是顆粒間的凝集作用和顆粒與管壁之間的附著作用,決定著顆粒移動的難易程度。以能量的角度來說,既是壓力的損失。自然休止角粉體自上方漏斗中穩(wěn)定下落時(shí)自然堆積成的物料表面與水平面之間的夾角叫做自然休止角。自然休止角是粉粒料本身的一種摩擦角。四、摩擦角第二節(jié)氣力輸送常用術(shù)語粉體物料的流動和輸?shù)诙?jié)氣力輸送常用術(shù)語五、沉積速度與噎塞速度1)水平管道內(nèi)的沉積速度當(dāng)氣體以足夠高的速度在水平管內(nèi)流動時(shí),固體顆??梢跃鶆虻胤稚⒃谡麄€(gè)管截面上并隨氣體一起流動;氣速下降,顆粒的運(yùn)動速度減小,顆粒在管截面上的分布出現(xiàn)不均勻狀態(tài),管截面的下部顆粒密度較大;氣速進(jìn)一步降低,顆粒便會在管壁下部沉積出來。顆粒開始沉積出來時(shí)的氣速稱為沉積速度或最小攜帶速度,實(shí)際稀相輸送時(shí)的氣速必須大于沉積速度,一般大于15m/s。第二節(jié)氣力輸送常用術(shù)語五、沉積速度與噎塞速度1)水平管第二節(jié)氣力輸送常用術(shù)語五、沉積速度與噎塞速度2)垂直管道內(nèi)的噎塞速度當(dāng)氣體以較高速度在垂直管內(nèi)向上流動時(shí),固體顆粒均勻分散,顆粒在氣體中的比例較少;降低氣速,顆粒的上升速度下降,顆粒在氣體中的密集程度增大;當(dāng)氣速降低到某一值,顆粒已不能分散在氣體中而相互靠攏,匯集成柱塞狀,形成騰涌,此時(shí)的氣速稱為噎塞速度,是垂直管中稀相輸送時(shí)氣速的下限。第二節(jié)氣力輸送常用術(shù)語五、沉積速度與噎塞速度2)垂直管第三節(jié)氣力輸送應(yīng)該注意的幾個(gè)問題儲倉粉塵爆炸粘結(jié)性磨損堵管保持惰性環(huán)境設(shè)計(jì)合理管材,工程設(shè)計(jì),操作第三節(jié)氣力輸送應(yīng)該注意的幾個(gè)問題儲倉粉塵爆炸粘結(jié)性磨損堵管一、粘結(jié)性第三節(jié)氣力輸送應(yīng)注意的幾個(gè)問題氣力輸送時(shí),物料在管壁內(nèi)形成粘附層會降低輸送能力,嚴(yán)重時(shí)會形成堵管。??影響粘附的主要因素有粒子之間的附著力及與固體與壁面之間的作用力有關(guān),其中附著力主要有靜電引力、分子間力及附著水分的毛細(xì)管力。在工程上主要通過控制管壁的光潔度及輸送速度來控制粘附。!!在彎頭和旋風(fēng)分離器的內(nèi)壁,由于離心力使沖擊及及表面壓力增高,所以容易產(chǎn)生粘附層,在管路斷面突然擴(kuò)大處,或伴隨有渦流的地方,由于氣流速度降低,分離力減小,所以也容易產(chǎn)生粘附。一、粘結(jié)性第三節(jié)氣力輸送應(yīng)注意的幾個(gè)問題氣力輸送時(shí),物料在實(shí)際運(yùn)行中灰的粘結(jié)實(shí)際運(yùn)行中灰的粘結(jié)二、磨損第三節(jié)氣力輸送應(yīng)注意的幾個(gè)問題在氣力輸送裝置中,物料自始至終不斷地與管壁、管件和部件相接觸,這樣就造成了部件的磨損。研究磨損的目的,在于提高管件使用壽命。刮削顆粒以一定角度沖擊壁面時(shí)顆粒損失動能而刮削壁面,如圖a)所示。壓削顆粒以近似垂直的角度沖擊壁面時(shí),產(chǎn)生壓削磨損機(jī)理二、磨損第三節(jié)氣力輸送應(yīng)注意的幾個(gè)問題在氣力輸送裝置中,物a)d)a)刮削顆粒以一定角度沖擊壁面時(shí)顆粒損失動能而刮削壁面
-b)開裂-受顆粒沖擊的壁面材料為脆性材料時(shí),由于局部產(chǎn)生裂紋而剝損。-c)疲勞
-韌性材料受沖擊后,產(chǎn)生局部壓入變形,經(jīng)多次反復(fù)后,因疲勞而剝落。b)c)-d)剝落-韌性材料受沖擊后,因局部升溫而粘附于顆粒上,產(chǎn)生剝落損傷。a)d)a)刮削-c)疲勞b)c)-d)剝落二、磨損粉體含水量粉體粒徑及硬度速度應(yīng)力粉體濃度4.濃度增加,磨損會加大,但當(dāng)濃度達(dá)到一定限度由于粒子之間相互作用而減少5.粉體與壁面接觸應(yīng)力愈高時(shí),磨損一般也愈厲害。尤其是在應(yīng)力愈高時(shí),壓應(yīng)力對磨損的影響更為顯著。1.含水量在某一定的限度內(nèi)增加時(shí),由于促使鋼鐵材料氧化而使磨損加劇。但如超過此限度則因減小了機(jī)械摩擦,反而使磨損量明顯下降2.顆粒粒徑及硬度越大,磨損越大。3.顆粒速度是沖擊運(yùn)動的另一個(gè)參量。大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證實(shí),磨損量與顆粒速度成正比。影響磨損因素二、磨損粉體粉體粒徑速度應(yīng)力粉體濃度4.濃度增加,磨損會加三、粉塵爆炸第三節(jié)氣力輸送應(yīng)注意的幾個(gè)問題粉塵爆炸是指粉塵急劇地氧化燃燒,同時(shí)產(chǎn)生大量的熱和高壓的現(xiàn)象。通常認(rèn)為首先是一部分粉塵被加熱,產(chǎn)生可燃性氣體,它與空氣混合后,當(dāng)存在一定溫度的火源或一定能量的電火花時(shí),就會引起燃燒,由此產(chǎn)生的熱量又將周圍的粉塵加熱(爆炸濃度),產(chǎn)生新的可燃性氣體,這樣就會產(chǎn)生爆炸的連鎖反應(yīng)。三、粉塵爆炸第三節(jié)氣力輸送應(yīng)注意的幾個(gè)問題粉塵爆炸是指粉塵四、粉體在料罐中的流動第三節(jié)氣力輸送應(yīng)注意的幾個(gè)問題若粉體在料罐內(nèi)能象水那樣在不同高度上同時(shí)均勻地全部向下流動,如圖a)所示則稱之為整體流。如只在料罐的中心部分產(chǎn)生漏斗狀的局部流動,而周圍其他區(qū)域的物料停滯不動稱為漏斗流,如圖b)所示。漏斗流減小了料罐的有效空間,流動不穩(wěn)定,速度不均勻,容易在罐內(nèi)“起拱”。為此,設(shè)計(jì)的料罐應(yīng)該使流動獲得整體流。關(guān)鍵在于要根據(jù)物料的性質(zhì)。特別是摩擦角和粘結(jié)性因輸送完畢后要求罐內(nèi)存留盡量少,所以錐體傾角小于休止角。四、粉體在料罐中的流動第三節(jié)氣力輸送應(yīng)注意的幾個(gè)問題若粉體一、氣力輸送的類型第四節(jié)氣力輸送理論氣力輸送類型稀相輸送密相輸送固氣比在25以下(通常為0.1~5)。依靠氣流的動能使顆粒移動,顆粒呈懸浮狀態(tài)。氣速較高(一般為15~30m/s)固氣比大于25固體顆粒呈集團(tuán)狀態(tài)。伴隨有上表層懸浮稀相輸送。輸送量大,輸送氣速小,對管道磨損較輕。一、氣力輸送的類型第四節(jié)氣力輸送理論氣力輸送一、氣力輸送的類型第四節(jié)氣力輸送理論奐壓稀相輸送正壓濃相輸送(約480kg/m3)一、氣力輸送的類型第四節(jié)氣力輸送理論奐壓稀相輸送正壓濃相輸?shù)谒墓?jié)氣力輸送理論二、氣力輸送中顆粒的沉降與懸浮重力Fg;浮力Fb;曳力FD垂直管道垂直管道中物體受力分析如圖。當(dāng)Fg與Fb和Fd達(dá)到平衡時(shí),物體將因慣性作用而以等速向下沉降,這一速度就叫做沉降速度(v沉)。設(shè)沉降速度為ν沉的物體,放在垂直向上的速度為ν的均勻氣流中,則物體運(yùn)動的如果ν=ν沉,則物體的絕對速度ν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(shí)的氣流速度稱為物體的懸浮速度ν懸。物體的懸浮速度在數(shù)值上與沉降速度相等,即ν懸=ν沉。由此可見,當(dāng)物體處在大于其懸浮速度的氣流中時(shí),則物體將被氣流帶動。第四節(jié)氣力輸送理論二、氣力輸送中顆粒的沉降與懸浮重力Fg;第四節(jié)氣力輸送理論二、氣力輸送中顆粒的沉降與懸浮水平管道在水平管道內(nèi),由于氣流的動力方向同物料顆粒的重力方向垂直,其受力情況很復(fù)雜,主要是紊流運(yùn)動產(chǎn)生的垂直方向分力及瑪格紐斯作用而與重力平衡。在實(shí)際的氣力輸送管道中,由于物料相互之間作用和同管壁之間的摩擦、碰撞以及管道內(nèi)氣流的不均勻等多種原因,實(shí)際所需的氣流速度遠(yuǎn)比物料的懸浮速度為大。第四節(jié)氣力輸送理論二、氣力輸送中顆粒的沉降與懸浮水平管道在特性三、輸送方式稀相輸送(只是)當(dāng)輸送氣流速度大時(shí),粒子基本上接近于均勻分布,在氣流中呈懸浮狀態(tài)而被輸送稀相及栓狀輸送輸送氣速進(jìn)一步降低,輸送濃度大幅度提高,栓塞流動出現(xiàn)。沿著管道輸送軸線方向,相間分布著密相形式的料栓和含有少量顆粒的氣栓,料栓的運(yùn)動幾乎是靠管道靜壓推動的第四節(jié)氣力輸送理論稀相及移動床輸送當(dāng)輸送氣速小于沉積速度時(shí),隨著輸送氣速的降低,水平管道底部粉體的沉積越來越厚,甚至超過了豎直方向上管道的1/2,這時(shí)管道上部的粉體仍將以懸浮態(tài)的形式流動,下部的粉體將沿著管道做緩慢的滑動。密相輸送以上分析可以看出,密相輸送同時(shí)伴有稀相輸送,但只有大于沉積速度時(shí)才能完全是稀相輸送!特性三、輸送方式稀相輸送(只是)當(dāng)輸送氣流速度大時(shí),粒子基本第四節(jié)氣力輸送理論四、粉煤高壓超濃相氣力輸送SHELL煤氣化裝置中,利氮?dú)庠诟吖虤獗葪l件下,將粉煤加壓到約4.0MPa,連續(xù)地輸送到氣化爐中進(jìn)行反應(yīng),而其產(chǎn)出合成氣中氮?dú)鈨H占約4%,如此高的固氣比(約480kg/m3),已經(jīng)遠(yuǎn)超傳統(tǒng)氣力輸送領(lǐng)域50~100kg/m3的范圍。其輸送特性及機(jī)理也有所不同。管道內(nèi)流動狀態(tài)管內(nèi)幾乎不存在分界面,有時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)局部粉煤幾乎充滿管道的狀態(tài)。在流化氣量偏小時(shí),管底粉煤個(gè)別時(shí)刻處于靜止或極低速滑動狀態(tài),粉煤輸送完畢時(shí)管底會粉煤層,再想使這層靜止的粉煤流動就必須加大吹掃氣量,否則易造成粉煤因缺乏動力而堵塞管道。第四節(jié)氣力輸送理論四、粉煤高壓超濃相氣力輸送SHELL煤氣第四節(jié)氣力輸送理論四、粉煤高壓超濃相氣力輸送輸送原理粉煤在流化罐內(nèi)經(jīng)過充分流化后,利用流化罐內(nèi)增壓氣壓力與輸送管道內(nèi)輸送氣壓力之差和粉煤自重向輸送管道內(nèi)輸送粉煤。??罐內(nèi)粉煤為什么要流化?第四節(jié)氣力輸送理論四、粉煤高壓超濃相氣力輸送輸送原理粉煤在第四節(jié)氣力輸送理論四、粉煤高壓超濃相氣力輸送當(dāng)粉煤處于一個(gè)帶多孔板的流化罐中,氣體穿過多孔板進(jìn)入罐內(nèi)并穿過料層時(shí),在一定的氣流速度下,氣流的動能把固體顆粒懸浮起來。這時(shí),顆粒間彼此稍有分離,并且可以前后左右移動,而移動所消耗的能量要比未被流化時(shí)所消耗的要小得多。這是因?yàn)榉哿A媳涣骰?,呈現(xiàn)出液體的特性。若不采用流化態(tài),罐出口質(zhì)量流量小,速度小。為了達(dá)到需求的質(zhì)量流量,要用更多的輸送氣的來實(shí)現(xiàn),即增加氣體流速來實(shí)現(xiàn),這樣又會增加磨損。而在設(shè)計(jì)時(shí)只能通過增加輸送管徑來實(shí)現(xiàn)更多的輸送量,增加投資。第四節(jié)氣力輸送理論四、粉煤高壓超濃相氣力輸送當(dāng)粉煤處于一個(gè)TheEndTHANKYOU~~TheEndTHANK氣力輸送原理氣力輸送原理氣力輸送原理氣力輸送原理理論常見問題概述常用術(shù)語氣力輸送原理氣力輸送理論常見概述常用1、目前采用較廣泛的空氣輸送方式,都是建立在具有一定速度的氣流對物料顆粒作用的基礎(chǔ)上。2、許多試驗(yàn)分析指出,用空氣輸送物料時(shí),紊流運(yùn)動Re>4000是空氣和物料混合物的主要運(yùn)動形式。
一、氣流狀態(tài)及其對物料顆粒的作用空氣繞過物料顆粒的狀況第一節(jié)概述1、目前采用較廣泛的空氣輸送方式,都是建立在具有一定速度的氣二、固體流態(tài)化
第一節(jié)概述二、固體流態(tài)化第一節(jié)概述1、上圖演示空氣以不同速度通過固體顆粒層時(shí),固體顆粒層的狀態(tài)發(fā)生的不同變化。2、當(dāng)流體自下而上通過料層時(shí),當(dāng)u較低時(shí),空氣流只是穿過顆粒之間的空隙,顆粒靜止不動,并彼此互相接觸,這種狀態(tài)的顆粒層叫固定床。3、隨著u的增加,顆粒間隙隨之增大。當(dāng)流速增加到一定值時(shí),全部顆粒都剛好懸浮在空氣流中,空氣對顆粒的作用力與其重力相平衡,相鄰顆粒間擠壓力的垂直分量等于零,床層開始具有流體的特性,此種“沸騰”狀的床層稱為流態(tài)化床,此種現(xiàn)象稱為流態(tài)化。(此流速可稱為臨界流速)。4、當(dāng)繼續(xù)增大u,床層的上界面消失,固體顆粒被氣流夾帶并被氣流帶走,這種狀態(tài)叫做稀相流態(tài)化。第一節(jié)概述1、上圖演示空氣以不同速度通過固體顆粒層時(shí),固體顆粒層的狀態(tài)1、輸送管道結(jié)構(gòu)簡單,占據(jù)地面和空間小,走向靈活,管理簡單。2、物料在管道內(nèi)密閉輸送,不受環(huán)境、氣候等條件影響,物料漏損、飛揚(yáng)量很少,環(huán)境衛(wèi)生較好。3、設(shè)備操作控制容易實(shí)現(xiàn)自動化。4、輸送量和輸送距離較大,可以向高壓端輸送??砂演斔秃陀行┕に囘^程(干燥、冷卻、混合、分選等)聯(lián)合進(jìn)行。即環(huán)保、易實(shí)現(xiàn)化工自動化操作!三、采用氣力輸送的理由優(yōu)點(diǎn):1、動力消耗較大.2、管道和供料器磨損過快。3、輸送的物料有限制,目前多用于輸送粉狀物料,不易輸送潮濕易黏結(jié)、怕碎的物料及高速運(yùn)動時(shí)產(chǎn)生靜電的物料。缺點(diǎn):第一節(jié)概述1、輸送管道結(jié)構(gòu)簡單,占據(jù)地面和空間小,走向靈活,管理簡單。能被液化的顆粒尺寸從小于1μm到大于6μm,一般認(rèn)為粒徑分布在10~150μm之間的顆粒可最好地平穩(wěn)流化(開成的大汽泡最少)。大顆粒引起不穩(wěn)定,并導(dǎo)致節(jié)涌和大的波動。小顆粒(小于20μm)即使是干燥的,常常形成固塊、溝流。在流固系統(tǒng)或氣液系統(tǒng)中,由于不均勻的流動,流體打開了一條阻力很小的通道,形成所謂溝,以極短的停留時(shí)間通過床層。這種現(xiàn)象稱為溝流。形成溝流會降低傳質(zhì)效率。第一節(jié)概述能被液化的顆粒尺寸從小于1μm到大于6μm,一般認(rèn)為粒徑輸送方式氣力輸送機(jī)械輸送稀相密相栓流帶式輸送機(jī)振動輸送機(jī)斗式提升機(jī)螺旋輸送機(jī)壓送式吸送式功率消耗
kW·h/(t·m)0.002
~0.3
0.03~1.0
0.001
~0.020.0003
~0.0060.002
~0.80.003
~0.030.01~0.1
氣力輸送與機(jī)械輸送的功率消耗比較
氣力輸送相比機(jī)械輸送功耗要大!第一節(jié)概述輸送方式氣力輸送機(jī)械輸送稀
一、固氣比第二節(jié)氣力輸送常用術(shù)語流過管道截面的物料與空氣的重量(或質(zhì)量)流量比簡稱輸送比或固氣比,用μ表示。其是氣力輸送的關(guān)鍵參量,因一旦選定固氣比,即可通過輸送量來計(jì)算所需的氣量。一、固氣比第二節(jié)氣力輸送常用術(shù)語流過管道截面的物料
二、管內(nèi)汽流流速第二節(jié)氣力輸送常用術(shù)語空氣量由固氣比與輸送量的關(guān)系算出以后,一旦選定管內(nèi)的氣流速度便可計(jì)算輸送管徑u顆粒平均速度可以看出,氣流的真實(shí)速度υ0總是大于氣流的視在速度υ。當(dāng)管道某一截面上物料增多時(shí),物料占據(jù)的面積增加,從而使氣速增加,物料便自動加速。氣流速度(或視在氣流速度)υ是氣力輸送另一個(gè)重要參量。但是由于物料占據(jù)了管道一定的截面AS,而管道的截面積為A,則空氣通過凈面積AP(=A-AS)的真實(shí)速度υ0要比視在氣流速度υ為高。二、管內(nèi)汽流流速第二節(jié)氣力輸送常用術(shù)語空氣量由固氣
三、管內(nèi)混合物體比重第二節(jié)氣力輸送常用術(shù)語比重:管內(nèi)單位容積的重量,用γ表示。固體比重氣體比重混合物比重三、管內(nèi)混合物體比重第二節(jié)氣力輸送常用術(shù)語比重:管
四、摩擦角第二節(jié)氣力輸送常用術(shù)語粉體物料的流動和輸送時(shí),要使顆粒移動,因此顆粒之間,顆粒與管壁之間存在著摩擦作用。這個(gè)摩擦作用,特別是顆粒間的凝集作用和顆粒與管壁之間的附著作用,決定著顆粒移動的難易程度。以能量的角度來說,既是壓力的損失。自然休止角粉體自上方漏斗中穩(wěn)定下落時(shí)自然堆積成的物料表面與水平面之間的夾角叫做自然休止角。自然休止角是粉粒料本身的一種摩擦角。四、摩擦角第二節(jié)氣力輸送常用術(shù)語粉體物料的流動和輸?shù)诙?jié)氣力輸送常用術(shù)語五、沉積速度與噎塞速度1)水平管道內(nèi)的沉積速度當(dāng)氣體以足夠高的速度在水平管內(nèi)流動時(shí),固體顆??梢跃鶆虻胤稚⒃谡麄€(gè)管截面上并隨氣體一起流動;氣速下降,顆粒的運(yùn)動速度減小,顆粒在管截面上的分布出現(xiàn)不均勻狀態(tài),管截面的下部顆粒密度較大;氣速進(jìn)一步降低,顆粒便會在管壁下部沉積出來。顆粒開始沉積出來時(shí)的氣速稱為沉積速度或最小攜帶速度,實(shí)際稀相輸送時(shí)的氣速必須大于沉積速度,一般大于15m/s。第二節(jié)氣力輸送常用術(shù)語五、沉積速度與噎塞速度1)水平管第二節(jié)氣力輸送常用術(shù)語五、沉積速度與噎塞速度2)垂直管道內(nèi)的噎塞速度當(dāng)氣體以較高速度在垂直管內(nèi)向上流動時(shí),固體顆粒均勻分散,顆粒在氣體中的比例較少;降低氣速,顆粒的上升速度下降,顆粒在氣體中的密集程度增大;當(dāng)氣速降低到某一值,顆粒已不能分散在氣體中而相互靠攏,匯集成柱塞狀,形成騰涌,此時(shí)的氣速稱為噎塞速度,是垂直管中稀相輸送時(shí)氣速的下限。第二節(jié)氣力輸送常用術(shù)語五、沉積速度與噎塞速度2)垂直管第三節(jié)氣力輸送應(yīng)該注意的幾個(gè)問題儲倉粉塵爆炸粘結(jié)性磨損堵管保持惰性環(huán)境設(shè)計(jì)合理管材,工程設(shè)計(jì),操作第三節(jié)氣力輸送應(yīng)該注意的幾個(gè)問題儲倉粉塵爆炸粘結(jié)性磨損堵管一、粘結(jié)性第三節(jié)氣力輸送應(yīng)注意的幾個(gè)問題氣力輸送時(shí),物料在管壁內(nèi)形成粘附層會降低輸送能力,嚴(yán)重時(shí)會形成堵管。??影響粘附的主要因素有粒子之間的附著力及與固體與壁面之間的作用力有關(guān),其中附著力主要有靜電引力、分子間力及附著水分的毛細(xì)管力。在工程上主要通過控制管壁的光潔度及輸送速度來控制粘附。??!在彎頭和旋風(fēng)分離器的內(nèi)壁,由于離心力使沖擊及及表面壓力增高,所以容易產(chǎn)生粘附層,在管路斷面突然擴(kuò)大處,或伴隨有渦流的地方,由于氣流速度降低,分離力減小,所以也容易產(chǎn)生粘附。一、粘結(jié)性第三節(jié)氣力輸送應(yīng)注意的幾個(gè)問題氣力輸送時(shí),物料在實(shí)際運(yùn)行中灰的粘結(jié)實(shí)際運(yùn)行中灰的粘結(jié)二、磨損第三節(jié)氣力輸送應(yīng)注意的幾個(gè)問題在氣力輸送裝置中,物料自始至終不斷地與管壁、管件和部件相接觸,這樣就造成了部件的磨損。研究磨損的目的,在于提高管件使用壽命。刮削顆粒以一定角度沖擊壁面時(shí)顆粒損失動能而刮削壁面,如圖a)所示。壓削顆粒以近似垂直的角度沖擊壁面時(shí),產(chǎn)生壓削磨損機(jī)理二、磨損第三節(jié)氣力輸送應(yīng)注意的幾個(gè)問題在氣力輸送裝置中,物a)d)a)刮削顆粒以一定角度沖擊壁面時(shí)顆粒損失動能而刮削壁面
-b)開裂-受顆粒沖擊的壁面材料為脆性材料時(shí),由于局部產(chǎn)生裂紋而剝損。-c)疲勞
-韌性材料受沖擊后,產(chǎn)生局部壓入變形,經(jīng)多次反復(fù)后,因疲勞而剝落。b)c)-d)剝落-韌性材料受沖擊后,因局部升溫而粘附于顆粒上,產(chǎn)生剝落損傷。a)d)a)刮削-c)疲勞b)c)-d)剝落二、磨損粉體含水量粉體粒徑及硬度速度應(yīng)力粉體濃度4.濃度增加,磨損會加大,但當(dāng)濃度達(dá)到一定限度由于粒子之間相互作用而減少5.粉體與壁面接觸應(yīng)力愈高時(shí),磨損一般也愈厲害。尤其是在應(yīng)力愈高時(shí),壓應(yīng)力對磨損的影響更為顯著。1.含水量在某一定的限度內(nèi)增加時(shí),由于促使鋼鐵材料氧化而使磨損加劇。但如超過此限度則因減小了機(jī)械摩擦,反而使磨損量明顯下降2.顆粒粒徑及硬度越大,磨損越大。3.顆粒速度是沖擊運(yùn)動的另一個(gè)參量。大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證實(shí),磨損量與顆粒速度成正比。影響磨損因素二、磨損粉體粉體粒徑速度應(yīng)力粉體濃度4.濃度增加,磨損會加三、粉塵爆炸第三節(jié)氣力輸送應(yīng)注意的幾個(gè)問題粉塵爆炸是指粉塵急劇地氧化燃燒,同時(shí)產(chǎn)生大量的熱和高壓的現(xiàn)象。通常認(rèn)為首先是一部分粉塵被加熱,產(chǎn)生可燃性氣體,它與空氣混合后,當(dāng)存在一定溫度的火源或一定能量的電火花時(shí),就會引起燃燒,由此產(chǎn)生的熱量又將周圍的粉塵加熱(爆炸濃度),產(chǎn)生新的可燃性氣體,這樣就會產(chǎn)生爆炸的連鎖反應(yīng)。三、粉塵爆炸第三節(jié)氣力輸送應(yīng)注意的幾個(gè)問題粉塵爆炸是指粉塵四、粉體在料罐中的流動第三節(jié)氣力輸送應(yīng)注意的幾個(gè)問題若粉體在料罐內(nèi)能象水那樣在不同高度上同時(shí)均勻地全部向下流動,如圖a)所示則稱之為整體流。如只在料罐的中心部分產(chǎn)生漏斗狀的局部流動,而周圍其他區(qū)域的物料停滯不動稱為漏斗流,如圖b)所示。漏斗流減小了料罐的有效空間,流動不穩(wěn)定,速度不均勻,容易在罐內(nèi)“起拱”。為此,設(shè)計(jì)的料罐應(yīng)該使流動獲得整體流。關(guān)鍵在于要根據(jù)物料的性質(zhì)。特別是摩擦角和粘結(jié)性因輸送完畢后要求罐內(nèi)存留盡量少,所以錐體傾角小于休止角。四、粉體在料罐中的流動第三節(jié)氣力輸送應(yīng)注意的幾個(gè)問題若粉體一、氣力輸送的類型第四節(jié)氣力輸送理論氣力輸送類型稀相輸送密相輸送固氣比在25以下(通常為0.1~5)。依靠氣流的動能使顆粒移動,顆粒呈懸浮狀態(tài)。氣速較高(一般為15~30m/s)固氣比大于25固體顆粒呈集團(tuán)狀態(tài)。伴隨有上表層懸浮稀相輸送。輸送量大,輸送氣速小,對管道磨損較輕。一、氣力輸送的類型第四節(jié)氣力輸送理論氣力輸送一、氣力輸送的類型第四節(jié)氣力輸送理論奐壓稀相輸送正壓濃相輸送(約480kg/m3)一、氣力輸送的類型第四節(jié)氣力輸送理論奐壓稀相輸送正壓濃相輸?shù)谒墓?jié)氣力輸送理論二、氣力輸送中顆粒的沉降與懸浮重力Fg;浮力Fb;曳力FD垂直管道垂直管道中物體受力分析如圖。當(dāng)Fg與Fb和Fd達(dá)到平衡時(shí),物體將因慣性作用而以等速向下沉降,這一速度就叫做沉降速度(v沉)。設(shè)沉降速度為ν沉的物體,放在垂直向上的速度為ν的均勻氣流中,則物體運(yùn)動的如果ν=ν沉,則物體的絕對速度ν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(shí)的氣流速度稱為物體的懸浮速度ν懸。物體的懸浮速度在數(shù)值上與沉降速度相等,即ν懸=ν沉。由此可見,當(dāng)物體處在大于其懸浮速度的氣流中時(shí),則物體將被氣流帶動。第四節(jié)氣力輸送理論二、氣力輸送中顆粒的沉降與懸浮重力Fg;第四節(jié)氣力輸送理論二、氣力輸送中顆粒的沉降與懸浮水平管道在水平管道內(nèi),由于氣流的動力方向同物料顆粒的重力方向垂直,其受力情況很復(fù)雜,主要是紊流運(yùn)動產(chǎn)生的垂直方向分力及瑪格紐斯作用而與重力平衡。
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