物料气流输送与分离装置的设计计算

1、物料气流输送与分离装置的设计计算（资料摘自机械工业出版社1973年9月北京第一版农业机械设计手册（下册）536页）（电子版第552页）一、 概述气体输送装置由风扇、管道、喂料装置和卸料装置组成。特点是构造比较简单，除风扇外，一般没有其他运动部件，重量轻，生产率高，输送距离较大，受使用场地条件限制较小，且不易弄脏和漏失输送物料。在农机中常用于输送各种草料、粉料、谷粒、棉花、青饲料等。在农业生产中，常用的气流输送装置有以下三种类型：吸入式、压出式、混合式。气流输送装置类型a吸入式 b、c压出式 d、e混合式吸入式装置是利用气流的吸力吸取物料并加以输送，通过卸料装置卸出物料。它适于把物料由几个不同的

2、地方运送到一处去，并可直接由料堆吸料减轻喂料工作。在农机上一般多用于输送轻质、松散物料。压出式装置利用气流压力输送物料，由于压力较大，输送物料距离可较远。在农业机械中采用的压出式输送装置一般均属低、中压型（低压的H<200250毫米水柱，中压的H<1000毫米水柱，高压的H>1000毫米水柱）。通常采用中、低压通风机（H<300毫米水柱）输送干草、麦秸、颖康杂质、籽棉，采用高压通风机（H=3001500毫米水柱）输送谷粒、切碎的青贮饲料及块状物料。排卸物料则根据工作条件需要，采用专门的卸料装置或不用卸料装置直接吹出。混合式装置具有上述两种装置的优点，可以利用吸入气流吸入

3、物料再用压出气流将物料吹运较大的距离适用于把物料由不同的几个地点运到几个不同的地点。二、 气流输送装置的主要构件1. 给料装置（喂入器）（电子版553页）吸嘴吸入式气流输送器上采用吸嘴（接在挠性吸管上）作为给料器，从散粒或粉状的物料堆中吸送物料。这种吸嘴由内外两个管子套在一起组成（见图吸嘴）。外管可沿内管上下移动，以调节内外管末端相互距离。空气在通过内外管间的空隙和穿过物料层进入内管时，即将物料带入吸嘴。调节内外管端部间的距离，物料吸入量即改变（距离越小吸入能力越大，反之吸入能力越小），同时，内管的圆锥管头与外管间环隙面积亦变化，可保证有相应的空气量输入。内管直径根据生产率和吸嘴处规定的气流速

4、度算出。对于吸小麦吸嘴可取d1=0.0240.025Q (米)Q生产率（吨/时）吸嘴外管直径，一般可根据内外管间吸入空气的环形截面积等于内管截面积的条件来确定D1=d12+d1+22内管端部外径d2=D12-0.5d12内管圆锥端高度h1=d2-d12tg2 一般=10°12°外圆锥管进口高度h2=0.75h1外管进口直径D2=d2-2外管端部进口直径D3可随具体结构确定。吸嘴高度H=8001100毫米。2. 卸料装置 （电子版554页）常用的卸料方法是让混合气体流通过空间截面较大的分离室，使物料靠自重或惯性力在分离室内沉落；或是采用离心式分离筒，利用物料在筒内旋转的离心力

5、使之与气流分离。农机上采用的离心式物料分离筒的主要尺寸见下表。离心分离筒的主要尺寸表3. 输送管道 （电子版555页）在农机中常用的管道直径多在75600毫米，每节长度不大于3米。输送管道常用的连接形式有：套接、法兰盘连接及套管连接等。4. 气流输送装置的设计与计算 （电子版557页）气流输送装置一般计算程序如下： 1）根据生产率的要求和混合浓度比确定需要的空气消耗量；2）根据输送物料的临界速度和速度系数确定需要的气流速度；3）根据求得的空气消耗量和气流速度确定管道直径；4）根据输送管道系统结构、运送距离长短、输送物料特性以及其他数据，计算整个系统所需的动压、静压和全压；5）根据求得的空气消耗

6、量和全压的大小选择或设计风扇；6）输送装置（风扇）所需功率的计算；7）根据所需功率选择必须的配套动力；5. 空气消耗量 （电子版557页）空气消耗量与输送装置的生产效率和气流中物料的混合浓度比的大小有关。空气消耗量Q=G物3.6气 米3/秒式中 G物输送装置的生产率，吨/小时气空气比重约1.2公斤/米3=G物G气 混合浓度比，值取得越大空气消耗量越小，相应地管径和单位功率消耗减少，经济性提高，但需要高压送风设备、厚壁管道。一般常用经验值见下表。常用物料混合浓度比 表6. 气流速度 （电子版557页）在设计气流输送装置时必须正确选择气流速度。气流速度过低易使物料阻塞管路或使管径尺寸太大，过高则动

7、力消耗大，有时甚至引起物料破碎。输送物料的气流速度可按下式确定：=V临式中 V临物料的临界速度，米/秒；其值由各种物料的临界速度表确定速度系数，取决于输送管道线路的复杂性和物料种类、特点。对农业机械的输送部件，物料浓度比不大时，值可按速度系数表各种物料的临界速度表速度系数值表7. 输送管道内经 （电子版559页）输送管道内径应按空气消耗量及输送物料的特点来确定。当空气消耗量Q（米3/秒）及气流速度气（米/秒）决定后，可按下式求得管子内经：d=4Q气 （米）农业机械中，根据物料的不同，管子常用的内径尺寸如下表所示。输送管内径尺寸表8. 输送装置（风扇）功率消耗的计算物料不经过风扇时N=Q'

8、;H102 千瓦或Q'H75 马力物料经过风扇时N=Q'H1+102 千瓦或Q'H1+75 马力式中 Q风扇的流量，米3/秒；一般取比输送装置气流消耗量Q大1020%H气流输送装置所需的全压，毫米水柱；由各种压力计算公式表求出风扇的效率约0.50.7物料的混合浓度比9. 气流输送装置所需的压头物料和空气沿整个管道系统运动的全部压力包括动压和静压两部分。静压部分又可分为管道摩擦的压头损失，局部阻力和物料升高的压头损失，计算公式见各种压力计算公式表各种压力计算公式表局部阻力系数：管路中由于弯头、管径变化、进出气口、卸料装置以及闸门等造成的各种局部压头损失与所选定断面处的动压之比称为局部阻力系数。1） 管道突然扩大的局部阻力系数2） 管道逐渐扩大的局部阻力系数3） 管道突然缩小的局部阻力系数4） 管道逐渐缩小的局部阻力系数减缩=K2(1-fF)减缩值取决于减缩管小端面积f与大端面积F的比值及系数K2。K2值可由表13-79查的（K2即该表中进当l/d>1，可按等于1查去）。5） 进口局部阻力系数6） 出口局部阻力系数7） 弯头的局部阻力系数曲折形弯头压力损失大，其局部阻力系数见图13-111。多段曲折弯头阻力较小。一般由四段以上管子拼制的曲折弯头阻力系数与圆弧弯头相近，可按圆弧弯头计算。圆弧弯头的局部阻力系数：弯=0.73123式中