第四章 按速度压力法计算木材工业气力输送-123

第四章

木材工业气力输送系统

计算原理与方法内容§4-1气力输送的主要参数§4-2木材碎料混合气流速度的确定§4-3混合气流管道输送系统的压力损失流体力学原理§4-4混合气流管道输送系统的压力损失计算§4-1气力输送的主要参数一、流量：体积流量－Ｑ，ｍ３/ｓ

重量流量－Ｇ，Kg/ｓ二、流速：管内气流流过断面的平均流速层流：ν轴心=νmax

ν平均=½νmaxν壁=0ν轴心=νmax

ν平均=0.8νmaxν壁=0紊流：三、压力概念：

静压：表示气体具有的内能。有正、负之分，高于大气压为正，低于为负。动压：表示气体具有的动能。和速度方向相同，始终为正。全压：表示气体具有的总能量。有正、负之分，高于大气压为正，低于为负。单位：Pa，1Pa=1N/m2表示法：绝对压力相对压力四、混合浓度（料气比、混合比、输送比）定义：流过管道断面的物料量与气流量的比值。它表示输送管道内物料与空气的混合情况。流出重量混合浓度：实际重量混合浓度：混合比的应用:

①在输送一定物料时,混合浓度较高好.

②混合浓度较高,阻力增大,易堵塞.因次，根据物料性质、输送量和输送距离、装置形式等因素选取。气流量的计算①由

得②由得例题：如图示出一个中压气力运输系统的布置简图

§4-2木材碎料混合气流的气流速度一、木材碎料的特性(输送特性)1、木材加工碎料和粉尘的产生2、木材碎料的输送特性

①木材碎料的密度和堆积密度②木材碎料的粒度（块度）和形状③粉尘的堆积角和滑动角④含水率和脆性⑤爆炸性人造板厂几种有代表性的木材碎料的堆积密度数值木材碎料的类型微细粉末：粒径﹤0.147㎜粉粒：粒径﹤3.3㎜颗粒：粒径﹤12.7㎜块状：任意方向上尺寸均﹥12.7㎜不规则形状：包括纤维状、绳带状和其他易形几种木工粉尘的分散度粉尘名称分散度<10μm10～20μm20～30μm30～40μm40～50μm>50μm纤维板砂光粉尘0.0321.562.136.924.7584.61刨花板砂光粉尘1.773.265.612.135.8681.37胶合板砂光粉尘（第二级除尘）1.135.6711.487.329.5164.88散粒物料的堆积角（安息角）二、混合气流的输送速度

1、混合气流在水平管段的运动状态及输送速度⑴水平输送管段内，气流速度与物料粒子的运动状态的关系⑴悬浮流-ν最高⑵底密流-ν稍低⑶疏密流-ν临界速度⑷停滞流-ν<ν临界⑸部分流-ν过小⑹柱塞流----------------稳定输送不稳定输送动压输送依靠气流静压⑵物料运动速度和压损的关系输送气流速度与单位管长的压损的关系1-高混合浓度2-低混合浓度3-纯空气⑶水平管段内气流速度的计算①概念：

临界速度：在水平管内物料能稳定输送的最小气流速度叫临界速度。又叫要求的最小气流速度或最适气流速度。②计算公式：

2、混合气流在直立管段内的速度概念：

①悬浮速度

②沉降速度悬浮速度的确定：①实验法；②计算法；③经验公式法。实验法测定悬浮速度a.测定装置：b.测定原理在风机的作用下，透明管内形成上升气流，当所测定的物料在透明管呈悬浮状态时，管内上升气流的速度即为物料的悬浮速度。由于透明管3和风管8相应断面流量相等，因此，测定风管上的平均动压，计算出平均风速，即可求出透明管内的风速。

c.测定方法测定时，先关小风机进口阀门口，启动风机后，将待测物料移至透明管3吸口，调节阀门，使物料吸入并提升。待物料在透明管内悬浮稳定之后，用毕托管和压力计在风管8上测定平均动压，并计算出平均流速。用当量球体法计算表-几种计算公式得出的悬浮速度与实验结果之比较3、在一套具有水平及直立上升（包括倾斜上升管段）的气力输送系统中，实际取用的气流速度为：ν=ν临界+νs§4-3混合气流管道输送系统的压力损失

流体力学原理一、流体在管内的流动规律及流动状态1、连续性方程（管流的质量方程）

稳定流动非稳定流动

Q1=Q2=C（常数）

或ν1F1γ1=2F22=C2、伯努力方程（管流的能量方程）（1）理想流体的伯努力方程（2）理想气体的伯努力方程（3）实际气体的伯努力方程3、流体在管内的流动状态二、纯空气在管内流动的压力损失沿程摩擦阻力

局部阻力λ——纯空气气流在管道中的摩擦阻力系数要根据空气在管道内的流动状态、雷诺数的大小以及管壁的粗糙程度来确定。除尘和气力输送系统的管道内，空气流动均属紊流，紊流状态时，λ值不仅决定于空气流动的雷诺数，而且还与管壁的粗糙度有关。ξ——局部阻力系数，实验测定；实际工程设计可查手册．三、气力输送管道内的压力分布（能量变化情况）⑴图示：⑵分析：①当风机不工作时，H静=H全=H动=0.②根据风机工作时实测,以大气压力线作为基准作出沿管道的压力分布图.③气流在管道中流动是由于管道两端的压力差所引起的.气流由高压端流向低压端.④在管道的吸气管段部分,相对全压和相对静压都是负值.顺着气流方向,真空度越来越大,风机入口处的负压值最大.⑤在管道的压出管段,任意截面的全压等于所克服的阻力(该截面至出口的压力损失)与管网出口截面的动压之和.⑥管网出口截面的静压等于零,其全压等于动压.⑦风机产生的风压,用于克服整个管路的压力损失(包括出口动压)§4-4混合气流管道输送系统的压力损失计算一、混合气流在水平输送管段内的压力损失1、压损比ε：（压降比、压损增大系数）

ε的变化服从如下的直线规律

2、混合气流在水平输送管段内的压力损失ε=1+KμP直管（混）=P直管（纯）˙ε=P直管（纯）˙（1+Kμ）二、混合气流在直立输送管段内的压力损失1、压损的产生与组成：

2、压损的计算

P总（直升）=P混（直沿）+P气（上升）+P物（上升）P混（直沿）=P纯（直沿）˙（1+Kμ）P气（上升）=γ气˙hP物（上升）=G物’˙h/F三、混合气流在局部阻力处的压损公式：ΔP局（混）=ΔP局（纯）˙（1+Kμ）几种主要管道构件的局部阻力1、

弯管的局部阻力①用途：改变管道走向，改变气流方向②参数：管径d、曲率半径R、弯曲角度α、弧度R/d③运动阻力④减少阻力措施弯管的结构及其内壁涡流弯管阻力系数ａ.圆形断面的气流管道，弯管角度，且通过纯空气：b.实验公式:2、三通管的局部阻力①作用：用于吸风支管的汇合或送风支管的分流②结构参数：一直管、一侧管，二者汇合到主管d直、d侧、d主、夹角α.气流通过吸气三通时产生涡流情况③三通管阻力阻力计算（直管）（侧管）在计算管道系统时，应将上述的局阻△H分别计入相应管段的总阻力之中。

④合理结构的三通管⑤简易的三通管3．突扩管与突缩管的局部阻力4．渐扩管与渐缩管的局部阻力四、使物料加速引起的损失1、产生原因：

为使装入管道中速度为零或较小的物料的速度达到正常输送的运行速度，必然要消耗气流的能量。2、计算公式：P207式12-57式12-58五、旋风分离器的压力损失1、旋风分离器的压力损失

①内容：包括从气流进入旋风分离器的进口一直到空气由排气管逸出的全部阻力。

②确定：测量法ΔP分=P进全-P出全计算法2、其他各种分离器的压损：一般说明书中都给出。

注意：压损与工作条件有关。说明书中给出的压损是在设计流量下工作时的损失。六、气力输送管道的总压力损失是指该系统的串联管路上的压损总和：H总=H水平+H直立+H局部+H加速+H分离风机要求的风压：H风机=（1.1−1.2）H总对木工车间气力吸尘：H总=1.1（H水平+H局部+H分离）P总（直升）=P混（直沿）+P气（上升）+P物（上升P混（直沿）=P纯（直沿）˙（1+Kμ）七、并联气流管道的压力平衡1、串联管路：

Q=Q1=Q2=…=QnP=P1+P2+…+Pn=∑Pi2、并联管路：

Q=Q1+Q2+…+Qn=∑QiP=P1=P2=…=Pn3、并联管路的压力平衡计算压力平衡原理

Q=Q1+Q2H=H1=H2

压力平衡方法方法：调节管径改变管道长度增设闸阀管径调整平衡公式第四章小结一、混合浓度：表示输送管道内物料和空气的混合情况。1.流出重量混合浓度：2．实际重量混合浓度：应根据物料性质、输送量和输送距离、装置形式等因素合理选取混合速度。吸尘:μ≤0.2；输送:μ=0.3—0.7；国外:μ=2—8。二、在一套具有水平及直立上升管段（包括倾斜上升管段）的输送木材碎料的气力输送系统中，实际取用的气流速度为:在实际工程中，可查手册选取。

三、混合气流管道输送系统的压力损失计算1．沿程损失：沿程损失与哪些因素有关：L、d、υ、γ、μ2．局部员失：ξ——纯空气通过局部构件的局部阻力系数，用实验方法确定，各种局阻构件都对应有一定的局阻系数ξ值。气力输送管道的总压力损失H总=H水平+H直立+H局部+H加速+H分离四、并联气流管道的平衡计算

支管阻力平衡：是指各支管在设计流量下，各支管的压力损失值达到相等.由于各支管在汇合截面上具有的压力总是相同的，而会使各支管自动地改变其流量,即各支管的实际流量与设计流量不付，就是所谓的不平衡现象。所以压力平衡的实质就是按设计要求分配流量。课堂练习1.设计气力输送装置时，一方面应注意要求的最低气流速度，另一方面不可将气流速度取得很大，因为气流速度过大，当管径为常数时，则引起

的增大，

的增大，从而使

增加，还会引起管道的

增加，以及使物料的

增加。2、在气力输送管道内，对于并联管路，不管是否进行压力平衡计算，两支管在实际工作中压力损失都相等。（）3.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。（10分）4.如图一等径风管，以v=14m/s的空气通过管道1—1，2—2断面，其流程为2米，管径为100mm，H1全=22mmH2O，

H2全=15mmH2O。（12分）求：①管道内的空气量（m3/h）；②1—1到2—2断面的沿程阻力（Pa）；③弯头的局部阻力系数（空气势能忽略不计）。5.某风机风管入口处测得h1=12毫米水柱。风机进、出口分别测得h2