气力输送与场内运输考试复习资料讲解

1、气力输送的定义、优缺点；在木材工业中的应用气力输送是一项综合性技术，它涉及流体力学、材料科学、自动化技术、制造技 术等领域，属输送效率高、占地少、经济而无污染的高新技术项目。优点1）结构简便，不需占用生产场所2）灵活性较大，便于安装调整3）投资少，适宜长距离运输，运输量大4）易于实现物料输送过程装、卸、运输等工序的全面自动化5）能改善车间的卫生条件和生产条件6）可防止引起外界环境污染，且物料不会受到外界环境的影响缺点：能耗大、有噪声污染、对设备产生磨损。应用：（ 1）气力输送装置作为各类木材碎料（木片、纤维、刨花、木粉等）的运输设备：（ 2）在人造板生产中，除利用气力输送装置运输木材碎料外，还

2、能 实现某些工艺方面的效能。气力输送装置的类型及主用构成部件按散碎物料在管道内的运动状态分：1、稀释流输送（或称悬浮流输送）2、密集流输送（或称柱塞流输送）3、其他性质的气力输送，如采用重力式空气槽输送、喷射气流输送等 按输送方式分类：1、吸送式（吸入式）：管内气流压力低于大气压2、压送式（压出式）：管内气流压力高于大气压3、吸压综合式（混合式） 主要构成部件： 源动力 ：风机、压缩机或真空泵等，用于产生气流。供料器：旋转阀、文丘里管、螺旋供料器或其他供料装置，用于在控制下把物料 送入气流管道中。输送线 ：直管、弯管和分流阀等。分离装置 ：降尘室、旋风分离器、各种除尘器等，将物料与气流分离。粉

3、尘的堆积密度、安息角、滑动角的定义 粉尘自然堆积状态下，单位体积粉尘的质量称为粉尘的 堆积密度 粉尘自漏斗连续落到水平板上堆积成圆锥体， 圆锥体的母线同水平面的夹角称为 粉尘的 安息角，又称休止角、堆积角滑动角 指将粉尘置于光滑的平板上，使该板倾斜到粉尘能沿平板滑下的角度悬浮速度、沉降速度的定义；悬浮速度的确定方法物料处于直立管段内时，自下向上通一气流，则物料受到气流推力的作用，迫使物料上升。 当物料所受重力与气流推力相平衡时， 物料就会悬浮在管道中某一高度，既不上升，也不下降，此时的气流速度称为该物料的 悬浮速度 。当物体从静止状态在空气中自由下落时， 由于受到重力的作用， 下落速度将 愈来

4、愈快，同时，物体受空气的阻力亦逐渐增大。当物体的自重 G以及物体在空 气中受到的浮力 P和阻力R，按下列关系达到平衡时，即： G=P+R 则物体将因惯 性作用而以等速 v沉向下沉降，这一速度就叫做 沉降速度 。悬浮速度的确定1、实验法 2、计算法 混合浓度（实际重量混合浓度、流出重量混合浓度）的定义，木材工 业中混合浓度的范围流出重量混合浓度 ：单位时间内通过输送管道截面的固体物料重量与空气重量之 比。实际重量混合浓度 ：单位长度的输送管段中，物料的重量与空气重量之比。在木材工业中，流出重量混合浓度最大可以达到 8，当= 24较合理。 车间内或厂区内的木材碎料气力运输装置， = 12也能获得较

5、好的效果。 在实用的木材碎料气力运输装置中，往往 = 0.3 0.7，这不够经济，但有时可 以满足工艺上的要求。国外用于运输木片的气力运输装置 = 2 6。 对于车间木屑气力吸集装置， 为了吸净机床排出来的碎屑， 必须同时吸进大量的 空气，所以其工作浓度很低，通常 0.2。水平管内混合气流的输送状态及影响输送状态的因素， 保持悬浮输送的条件输送状态 ：1、悬浮流：气流速度大，物料在管内接近均匀分布，呈悬浮状态输送。2、底密流：越接近管底，物料分布越密，但没有停止，物料粒子一边作不规则 的旋转与碰撞，一边被输送前进。3、疏密流：气流速度再降低，成为疏密不均的流动，也有一部分粒子在管底滑 动，但没

6、有停滞。这是物料粒子作悬浮流动输送的极限状态 .4、停滞流：大部分粒子失去悬浮能力，停留在管底，使该处截面变窄，气流速度增大， 在下一瞬间又把停滞的粒子吹走。 这样粒子边走边停， 呈现不稳定的输 送状态。5、部分流：当 v过小时发生6、柱塞流：堆积的物料充满了输送管，影响输送状态的因素 ：气流速度、混合浓度保持悬浮输送的条件 ：气流速度最大启动速度、临界速度的定义启动速度 ：物料在水平管道内开始沿管底滑动时的气流速度。临界速度 ：使物料在水平管道内达到稳定的浮游流动所要求的最小气流速度， 通 常也称最适合气流速度压力的单位、换算；绝对压力、相对压力、真空度的概念6 压力的法定单位是帕（ Pa）

7、, 另外还有单位兆帕， 1MPa= 10Pa 1标准大气压 = 0.1013MPa包围在地球表面一层很厚的大气层对地球表面或表面物体所造成的压力称 为“大气压”, 符号为B:直接作用于容器或物体表面的压力 ,称为“绝对压力 ”, 绝对压力值以绝对真 空作为起点 , 符号为 PABS。用压力表、真空表、 U形管等仪器测出来的压力叫“表压力” , 又叫相对压 力. “表压力”以大气压力为起点 , 符号为Pg。三者之间的关系是 PABS = B + P g处于真空状态下的气体稀簿程度称为 真空度 。通常用“真空度高”和“真空 度低”来表示。 真空度数值是表示出系统压强实际数值低于大气压强的数值， 即

8、 真空度=大气压强 -绝对压强练习：测得某风管一点的全压力为 64mmH2O ，静压力为 50mmH2O，试求此测 点的动压及风速。压力损失的计算（沿程压力损失、局部压力损失）压力损失包括沿程压力损失和局部压力损失。沿程压力损失 ：指液体在直管中流动时因液体具有的粘性而产生的压力损 失。局部压力损失 ：指液体流经如阀口、 弯管、通流截面变化等局部阻力引起的压力损失。Pa)式中： P 圆形直管内流过纯空气时的沿程摩擦阻力（l 通直管段长度（ m）d 通直管段直径（ m）v 管道截面上的平均气流流速（ m/s） 管内空气的重度（ N/m3） 纯空气在管道中的摩擦阻力系数局部阻力的类型1、弯管：弯管

9、中的压力损失通常与管道直径、弯曲角度、曲率半径、混合气流 浓度、物料的物理性质及气流在管内的流向等因素有关。2、三通管 ：气流流过三通管时，发生气流的汇合（吸风三通管）或分离（送风 三通管）。两股气流汇合时会发生一股气流对另一股气流的冲击， 产生旋涡现象， 引起压力损失； 当一股气流在送风三通管处分离成两股气流时， 也会产生压力损 失。3、突扩管与突缩管 ：气流流过截面突变处会产生涡流，因而有能量损失。4、渐扩管与渐缩管 渐扩管： 气流流过渐扩管时， 速度逐渐降低， 造成的压力损失比流过突扩管时 小。气流的一部分动压转换成静压。 渐缩管：气流速度逐渐增大， 一部分静压转变成动压。 与同尺寸的渐

10、扩管相比， 其压损小。5、孔板、阀门孔板：孔板常用于调节管路阻力或测量气流等。以气流在管道内的速度v所对应的动压来体现其压损。矩形管道内闸板阀 圆形管道内闸板阀 旋转阀弯管的截面形式及减小弯管处压力损失的措施截面形式有四种：减少弯管处压损的措施：（1）弯管要平整均匀地弯曲，尤其是内壁要光滑；（2）增加弯管的弧度 R/d的值，一般要求 R2d，通常 R=（36d）。对于车间木 屑气力吸集装置取小值，气力运输装置的弯管取大值。合理结构三通管的结构特点当三通管结构设计合理时，可以使流体阻力很小，在实际计算中可忽略，即 =0。这种三通管的结构特点：（ 1） 两股气流汇合的角度很小（ 8o，几乎是平行汇

11、合）；（ 2） 汇合处的断面上速度相等； 支管上的弯头离两管汇合处有相当一段的距离突扩管、突缩管的阻力系数的确定突扩管 流经突扩管时，由于流体质点具有惯性不能转弯， 因而空气不能立即充满该部位，所以在截面扩大处形成 涡流区。能量消耗的组成：在涡流区内，质点相互摩擦 有能量消耗；另外由于气流速度发生变化，管内气流速 度分布重新改组，对气流运动产生干扰， 也有能量消耗 局部阻力系数 ：以进口截面处的速度 v1反映突缩管： 压力损失的产生：气流由截面 F1 过渡到截面 F2，在截面 F2 进口处，气流受到回转离心力的作用，产生涡流区，会消耗一部 分能量。局部阻力系数 的计算：以进口截面处的速度 v2

12、反映混合气流在管道中流动时压损的构成、影响因素混合气流管道输送系统的压力损失构成：1沿程压力损失：沿程损失与哪些因素有关：2局部压力损失：L、d、纯空气通过局部构件的局部阻力系数，并联管道的特点；支管阻力平衡计算（计算题）并联管道特点：（1）（2）（3）（4）若干根分支管道并列交汇联接而成的管路， 汇合的主管内总气流量等于各分支管路内气流量之和， 各分支管道在汇合的主管断面上气流压力能相等， 各并联支管内的压力损失相等。速度趋于相等，平衡计算实例：各段管长如图所示 （m），各弯头阻力系数取 0.15， 各吸料器阻力系数如图所示。已知： AB管段所需气流量为 Q=15m3/min，气流速度 v=

13、17m/s；BC管段所需吸气量为 Q=14m3/min ，气 流速度 v=16m/s。试确定 AB、BC和BD段的直径及总压损。（1） 求AB 段阻力： 包括8.3m的直管段，3个弯头及 1个吸料器得： d=137mm，取dAB =135mm，则v=17.5 m/s 。此吸气支管的压损为（2）计算 BC段压损：BC段包括8.0m的直管， 2个90的弯头及 1个吸料器。得： d=136mm，取 d=135mm，则 v=16.3 m/s。此吸气支管的压损为（3）管段 AB 与 BC 的压损百分差为：为达到平衡，应增大管段 BC的压损，取 BC段直径d = 130mm，则v = 17.6 m/s，管

14、段AB与BC的压损百分差为因此： BC段管道直径 dBC= 130mm， PBC= 489 Pa。计算 BD 段压损：得：d = 190 mm，取 dBD=190 mm，v =17m/s总压力损失：压出段供料器的作用、类型供料器的作用：吸入物料并使其加速。用于压出管段的供料器须具备定量供料、 使空气与物料充分混合、 悬浮及密闭闭风的兼备作用； 吸入管段的供料器只需考 虑定量供料。类型：喷射注入式供料器：适用于低压式（ 5kPa）压送式气力运输装置； 旋转叶轮式供料器：低压、中压和高压 螺旋式供料器：较高压力（ 2.5 atm ）喷射式供料器的原理、特点及应用工作原理：在截面 - 处由于截面积较

15、小，此处气流速度大，静压力小，当截 面 -大小设计合理时，静压力等于 0，管内气流不会向装料口外方喷出，外 面的物料由此装入管内； 往后截面积逐渐扩大， 气流速度减小， 动压转换成静压， 推动物料前进。特点：（1）结构简单，外形尺寸 小，无传动及旋转部分，在 使用中有足够的可靠性；（2）能量损失大，效率低（压损达 20 30% ），仅适用于低压式气力输送装 置（ 5KPa ）。应用：当输送木材碎料时，喷射注入式供料器后方的压出管段长度不宜超过 60m ， 气流混合浓度应取 1，生产率一般不超过 5t/h 。叶轮式供料器的原理、安装方式及应用 工作原理：通常的旋转供料器结构是带有数个叶片的转子在

16、圆筒形的机壳内旋 转，从上部料斗靠自重落入的物料， 充塞在叶片间的空格内， 随叶片的旋转到下 部而卸出。安装方式： （1）开式：叶片处于输送管道上方，物料的下落不顺利，落料口有明显的涡流 现象存在。（2）全遮式：叶片下部处于输送管道断面底部位置处，有利于物料下落。（3）半遮式：叶片下部处于输送管道断面的一半位置处，有利于物料下落。应用：相邻两供料器的间距必须大于物料装进输送管道后的运动加速段的长度， 以保证物料在管道内获得稳定输送状态。当运输木片时，间距一般不小于1012m。机床吸料器的作用、设计安装原则、吸气量的确定方法作用：吸取由机床刀头排出的散碎物料。安装原则 ：1、近：吸料器应尽可能接

17、近尘源；2、顺：根据碎料的扩散情况，吸料器要尽量顺着碎料散发的主方向，使吸料器 充分利用碎料散发的原有动能， 尽量避免较多碎料在进入吸料器时发生速度方向 的急剧改变3、通：吸料器的轮廊应尽可能光滑，以减少气流阻力。吸料器尽可能不要直接 接弯管等局部阻力构件；4、封：吸料器应尽可能把尘源封闭起来。如果吸料器能将尘源有效封 闭，不仅除尘效果好，而且可以减少需要的吸气量；5、便：吸料器不可妨碍刀具的工作及工人操作，结构要便于拆装；6、兼：若有可能，应尽量使吸料器兼作机床刀具的防护罩。吸气量的确定：1、通过测得吸料口处的平均风速可以求得风量。2、间接测量当风速难以直接测量时， 可以通过测定接管中的风量

18、来代替吸料口的吸气量 （要 求在接管处无漏气现象），即用动压法测定。管道的连接方式（ 1） 对于管壁较薄时（ 1mm ）采用法兰连接或焊接风机的类型、特点；木材工业中风机类型的选择（1） 叶轮离心式风机 ：风量大，风压低，工作噪音小， 当管路阻力变化较大时， 其风量变化也较大（风量不稳定）；（2） 容积式风机风 ：量较小，风压较高，工作噪音大， 当管路阻力变化较大时， 其风量变化也较小（风量稳定）。木材工业中风机类型的选择： 车间木屑气力吸集装置主要采用 叶轮离心式风机 。 运输距离不长（不超过 250m），生产率不大（不超过 15t/h ）的木片或木屑气力 运输装置，也可采用高压式的 叶轮离

19、心式风机 。 运输距离长且生产率要求高时一般采用 容积式风机 ；当管路系统阻力变化较大且 要求风量稳定时也可采用 容积式风机 。1、机壳2、叶轮 3、机轴4、吸气口 5、排气口离心式风机的原理；叶轮叶片的形式及特点 原理：当电动机转动时， 风机的叶轮随着转动。 叶轮在旋转时产生离心力将空气 从叶轮中甩出，空气从叶轮中甩出后汇集在机壳中，由于速度慢，压力高，空气 便从风机出口排出流入管道。 当叶轮中的空气被排出后， 就形成了负压， 吸气口 外面的空气在大气压作用下又被压入叶轮 中。 叶轮叶片形式1、前向式 ：能量损失和噪音都较大，故效率 就低，容易在叶轮间聚集杂质，易结垢，空 气在风机出口处获得

20、较大的动压。2、径向式 ：介于前向式和后向式之间 3、 后向式 ：因此能量损失和噪音较小， 效率较高 （80 90%） ，不易结垢 空气所获得的动压较低。离心式风机的性能参数、性能曲线；各性能参数与转速的关系1、 风量： 风机每单位时间内所排送的空气体积，称为风量；风机所产生的风量与风机叶轮 直径、转速、叶片形式等有关。 风量的大小与风机的尺寸和转速成正比。或D2风机叶轮的外径， m；V 2 叶轮外周的圆周速度， m/s n 转速， r/min2、 风压： 风机的出口气流全压与进口气流全压之差称为风机的风压。风机所产生的风压与 风机的叶轮直径、转速、空气密度及叶片形式有关。 风机的风压与转速的

21、平方成正比H 风机全压， Pa； 空气3的密度；当大气压强在 760毫米汞柱 （1mmHg = 133.3Pa），气温为20， =1.2kg/m3； v2 叶轮外周的圆周速度，米 /秒；H全压系数，3、功率： 单位时间内所消耗的能量称为功率Q 风机输送的风量，米 3/秒； H 风机产生的风压，毫米水柱；102 千瓦与千克 米/秒之间的换算关系系数， 1千瓦=102 千克米/秒。4、效率： 风机的有效功率与轴功率之比为风机的效率 风机效率， %。 N轴功率，千瓦5、风机的性能曲线风机的性能曲线一般有 HQ曲线， NQ 曲线，Q曲线三种，这三种曲线常画在同 一图上，统称为风机的特性曲线。根据特性

22、曲线，已知 Q米3/时，H毫米水柱， N千瓦， （%）中的任何一值即可求得其它各值。6、转速 小型风机的转速一般较高，往往与电动机直接相连。大型风机的转速较低，一般用皮带与电动机相连n1 ，n2 风机；电动机的转速d1 ，d2 风机和电动机的皮带轮的直径。离心式风机风量调整方法； 使用应注意的问题； 风机联合运行的特点调整方法：（ 1）利用调节闸门来调整管道系统阻力来达到调整风量的目的。（2）改善管道系统的阻力，减小阻力值，增大风量。（3）调整风机转速。风机的风量与转速成正比，因此通过风机转速 的调整，能够得到较大的风量调整注意问题： 为安全起见， 应在风机进口或出口加装闸门， 在启动电机时将

23、其关闭， 以减少 启动电流，防止风机烧坏。 在风机启动，停车或运转过程中，如发现不正常现象，应立即进行检查。 定期清除风机及管道内部的粉尘，污垢及水等杂质，并防止锈蚀。 除每次拆修后应更换润滑油外，还应定期更换润滑油。风机的联合运行分为串联和并联。串联能提高风压，并联能提高风量。容积式风机的类型、特点及应用1罗茨鼓风机特点：（ 1）风量与转速成正比而与出口压强无关（2）出口压强过高，泄漏量增加，效率降低。木材工业中用的罗茨风机的风量范围一般为 4000 10000m 3/h，风压范围一般 为2050kPa2. 压缩机1） 旋片式压缩机2） 螺杆式压缩机螺杆式压缩机压力高、效率高、无噪音3. 真

24、空泵1） 水环真空泵特点：结构简单。由于旋转部分没有机械摩擦，使用寿命长，操作可靠。适用于抽吸夹带有液体的气体。 但效率低， 一般为30%50%，所能造成的真空度 还受泵体内水温的限制。2） 旋片真空泵 特点：干式真空泵， 适用于抽除干燥或含有少量可凝性蒸汽的气体。 不适宜抽除 含尘和对润滑油起化学反应的气体。 可达较高的真空度， 如能有效控制管路与泵 等接口处的空气漏入，且采用高质量的真空油，真空度可达 99.99%以上。 分离装置的作用、类型及性能参数分离装置的 作用 是将混合气流中的空气与散碎物料分离开来， 使空气排入大 气中，散碎物料被集中于指定地点。分离装置的 类型：目前采用的分离装

25、置种类形式繁多， 根据其工作原理通常 有以下几种： 利用尘粒的重力或惯性离心力的作用，例如降尘室、旋风分离器等； 利用过滤的作用，例如简易布袋分离器，脉冲分离器等； 利用水膜作用，例如水浴分离器等；利用电气作用，例如电分离器等。分离装置的 性能 ：分离器的性能是指阻力与效率。 在选择分离器时， 首先要考虑 它的性能，同时也要考虑它的总成本、运转费用、处理风量、占地面积、使用寿 命及粉尘的回收能力等问题。分离器分离效率的测定方法计算式1、重量法 ：此法所求得的效率较为准确，多用于实验室鉴定分离器的效率，其式中： 分离器效率， %；G1 进入分离器的粉尘总量，克 /时； G2 分离器所收集下的粉尘

26、量，克 /时。2、浓度法:采用分离器进出口单位体积气体中的含尘量 （即含尘浓度） 的变化来 求分离器的效率，这就是浓度法，其计算式：式中： C1分离器进口浓度，毫克 /米3； C2分离器出口深度，毫克 / 米3降尘室的原理及应用降尘室亦称灰房，它是一种最简单的空气分离设备， 目的在于除去粗大尘粒， 它的分离效率主要决定于尘粒大小、比重和室内空气速度。原理：当含尘空气流入时，由于截面突然扩大，气流速度大大降低，灰尘因 自身重力的作用而降落到降尘室的底部， 空气则从出口排出， 降尘室空气阻力一 般为510毫米水柱。为了提高降尘效率，在设计降尘室时，进入降尘室的含尘空气风速v进4.5m/s ，降尘室

27、内风速 v内 0.15m/s ，降尘室出口风速 v出 2.5m/s ，降尘室长 度l 越长，高度h越大，越有利于尘粒的沉降分离， 但l 也不能过大（占地面积大）旋风分离器的原理、 类型及应用； 旋风分离器分离效率的评价指标及影响因素；旋风分离器串联、并联的特点原理：旋风分离器是由内筒（或称为排气管）、外筒和锥体 三部分组成的。含尘空气由分离器的进口切线方向进入分离 器的内外筒之间，由上向下作旋转运动（形成外涡旋），逐 渐到锥体底部。气流中的灰尘在离心力的作用下被甩向外壁， 由于重力作用以及向下气流的带动而落入底部集尘斗。向下 的气流到达锥体的底部后，沿分离器的轴心部位转而向上， 形成旋转上升的

28、内涡旋，并由分离器的出口排出。气流从除 尘器顶部向下高速旋转时，顶部压力下降，一部分气流会带 着细尘粒沿外壁面旋转向上，到达顶部后，再沿排出管旋转 向下，从排出管排出。这股旋转向上的气流称为上涡旋按进口型式可分为内旋型、下旋型和外旋型 同一台分离器， 处理风量愈大， 即入口风速愈高产生的离心力愈大， 分离效果就 愈好。串联 使用时，它所能处理的风量即为单个旋风分离器所能处理的风量， 而阻力则 为两个旋风分离器阻力之和。并联 使用时，其所能处理的风量为各个旋风分离器风量之和， 而阻力仍与单个使 用时一样。袋式除尘器的原理类型及应用； 袋式除尘器的清灰方法； 滤料的类型 滤料使用一段时间后，由于筛

29、滤、碰撞、滞留、扩散、静电等原理，滤袋表面积 聚了一层粉尘袋式除尘器有简易式布袋除尘器、反吹风除尘器、脉冲除尘器等。应用：袋式除尘器主要用于 1m以下的微粒。气体的含尘浓度超过 5g/m3 时，最好 采用两级除尘。袋式除尘器可以适应不同风量的要求。 由于滤料使用温度的限制，不宜处理温度较高的高温烟气。 不适用于含有油雾、凝结水和粉尘粘性大的含尘气体。不能用于有爆炸性或带有火花的烟气。常用的方法分为机械清灰和气流反吹清灰两大类 滤料类型：棉毛织物、尼龙织布、奥纶、涤纶、经过硅酮树脂处理的玻璃纤维连续输送机的特点优点：（1）起动、制动次数少，速度较高且速度稳定，所以具有较高的生产率； （2）在同样生产率下，自重轻，外形尺寸小、成本低，驱动功率小；（3）传动机构的机械零部件负荷较低，冲击小；（4）结构紧凑，制造和维修容易；（5）输送货物线路固定，动作单一，便于实现自动控制；（6）工作过程中，负载均匀，所消耗的功率几乎不变。缺点：（ 1）只能 在固定的区间输送物品；（2）每种输送设备只适用于输送一定类型的物品； （3）设备输送的物品形态和单件重量要求较严格，通用性差；大多数连 续输送机不能自动取