粉体密相气力输送理论与技术进展

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行业知识

2009-10-07

13:53

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综述了密相气力输送的理论,并对目前开发的密相气力输送装置进行了介绍,分析了各种形式装置的技术指标及性能，为进一步完善密相输送理论和开发新型密相气力输送装置奠定了基础。

关键词

气力输送；固气比;输送速度

粉体气力输送是一项利用气体能量输送固体颗粒的古老而有效的技术，迄今已有1０0多年的历史。在粉体气力输送的发展历史中，尤其是近几十年，粉体的气力输送技术有了突飞猛进的进步.在稀相悬浮式气力输送方面，不同行业的研究者研究水平均已达到较高层次，在某些参数计算及其输送机理方面都已达成了共识.稀相悬浮式气力输送技术在建材、冶金、化工等行业有了广泛的应用。理论与实践都证明粉体的气力输送具有机械输送所不具备的优越性,如设备简单、布置灵活、易于收尘等等,但同时，这种稀相悬浮式气力输送的不足之处也逐渐引起了人们的注意,如所需功率较大,是斗式提升机的2～4倍，是带式输送机的15～40倍；管内料速快,一般约在20～30m／s，造成管道磨损十分严重;气固分离量大等［1].这些弊端给气力输送研究人员提供了又一研究课题—-开发一种能耗低、固气比大、气固分离量小、性能更优越的输送技术。近期逐渐兴起的密相气力输送技术引起了气力输送研究人员的极大兴趣。

密相气力输送技术主要是指栓流气力输送，粉料在输送管中不再散开，而是形成料栓、依靠料栓两端的静压差向前移动,具有低速、密相及低动力指数的特点，而且由于材料的磨损与流速的二次方或三次方成正比，因此气流速度的减小大大延缓了材料的磨损。随着固气比的提高，气力输送的动力指数显著下降,是一种更理想的输送方式［2］。

本世纪初，尤其是六、七十年代,密相气力输送的研究达到了高潮，不同领域的学者对密相气力输送的理论进行了探讨，得到了许多有价值的研究成果，并开发了形式多样的密相气力输送装置.

1

密相气力输送的流动模型机理

1.1

密相气力输送的定义

关于密相气力输送的定义或密相与稀相的划分界限，至今尚未形成统一的看法,比较典型的主要有以下几种说法［3]:

(1）固气比大于10,1５，２5或80时，可以认为是密相气力输送；

（2)物料的体积浓度大于40%，5０%时，可以认为是密相气力输送；

\

(3）气力输送时，物料充满管道的一个或多个断面时，可以认为是密相气力输送；

（4）Ｄiｘson等认为:对于水平输送，气体量不足以使所有物料处于悬浮状态时,可认为是密相输送状态；对于垂直输送，有颗粒回落现象,即可认为处于密相气力输送状态;

（5)用目前广泛使用的Zeｎz相图对气力输送进行分类.

以上的几种方法,都不同程度地存在着缺陷。对于用固气比进行定义,Ｙokｏｔa曾明确指出，即使在相同输送方式和输送条件下，输送固气比也随物料物性、输送速度、输送距离而改变,其意义只能是相对的。其它学者Krａmbrook，Ｇｅldart和Ｌing等亦认为仅靠固气比来定义是不完善的[4］;对于用体积浓度来定义,K.Konard[3]指出堆积空隙率为70％的物料很难以物料浓度大于30%输送,因此用体积浓度来定义是有缺陷的。上述的第三种说法及第四种说法显然是有矛盾的。第四种定义的范围较广，而且所描述的运动状态又非密相输送所专有.第三种说法虽比较严格，但显然无法解释密相动压输送所表现出来的密相流动特征，因此第三种说法可能会显得过于狭窄。Ｚenz相图较准确地描述了气力输送的流动特征，在Zeｎz相图上对气力输送进行分类似显得更加明确。

1．2

密相气力输送的流动模型及机理

从流动形式来分,密相气力输送可分为栓塞式气力输送及非栓塞式密相气力输送两种。非栓塞式密相气力输送主要是密相动压输送，物料在管道内非均匀分布，成密集状态，但管道并未被物料堵塞,因而仍然是靠空气动能来输送。一般气流输送速度为8～15m/s，固气比范围一般在3０~70之间[1］。栓塞式气流输送一般是密相静压输送，是指物料在输送管道内堆集成料栓。料栓之间充满了空气，完全依靠两端的静压差推动前进。这种输送方式气流速度在8m/s以下,输送压力一般为0。2MPa左右，固气比在25～25０之间[5］。

本世纪初，不同行业的学者开始研究密相气力输送，对其流动模型及机理进行了探讨，取得了许多有价值的成果。

1．２。1

非栓塞式密相气力输送的流动模型

大部分理论和实验对非栓塞密相气力输送考虑的是完全悬浮流，但Ｍｙler和Ｋlinｉzing的实验发现，即使在稳定的水平管稀相流动时,上层固体质量流率与下层相比也不应忽略.而且Konaｒd与洪江等发现，输送管道内存在着滑动床与悬浮层，并建立了水平气固分层流动模型，如图1所示。并认为,稳定分层流动时，悬浮颗粒易集中于滑动床表面,层间剪切力是滑动床移动的主要驱动力［6]。

图1

水平气固分层流动模型

1.２．２

栓塞式密相气力输送的流动模型及机理

K.Ｋｏmａｒd和Daｖｉson,富田上潼研究了典型栓流的流动机理,建立了流动模型。森川和迁裕等则对内重管式栓流即非典型栓流的流动机理提出了自己的见解,并建立了重管栓流的流动模型。

通过考查前人的流动机理及模型,发现基本上在水平管密相输送的流动模型及机理研究上达成如下几点共识（如图2所示）:

图２

料栓流动模型

(1）料栓前面的空气栓里,上层是分散的颗粒，下层是静止的料层;

（2)料栓向前移动时,堆起前面的静止料层，同时又在其后留下一定量的物料。当料栓堆起的物料等于留下的物料时，料栓稳定输送；当这种平衡被破坏时，便可能形成长料栓或料栓破坏。

2

密相气力输送装置

2。1

非栓塞式气力输送装置

非栓塞式气力输送技术在工业中应用十分广泛，常用的工业设备主要有螺旋气力输送泵、仓式泵、流化罐式气力输送装置及紊流双套管系统。

（１)螺旋气力输送泵：主要是由节距逐渐减小的螺旋输送机及喷气室组成.输送压力大约0.2MPa，固气比约为30～40，输送速度在10~20m/s之间.

(2）仓式泵：也称发送罐式气力输送装置,在水泥工业中应用最多的是下送料式发送罐，也就是单仓泵系统。这种系统的料罐与输送管道通过牛角变径管连接,并在牛角变径管尾部引入输送空气.在实际应用时，输送压力通常是0.5MPa左右,固气比为10～30之间,而且单仓泵是间歇输送。

（3）流化罐式气力输送：这种技术是将物料装于密闭的罐中,进行充气流化，而后进行压送。从输送实例来看,所使用的平均压力一般是0．2～0。３MPa，固气比为２0~60。

(4）紊流双套管系统[7］：为了解决输送管道时常被物料堵塞的问题，在输送管道内加了一个较细的内套管，内套管沿途开了很多的小孔，此内套管无任何压缩空气供给设备。当主管被堵塞时，主管中的空气被迫通过小孔进入内套管,从内套管的下一个小孔喷出,吹开堵着的物料,使输送继续进行。输送管道内始终处于高度紊流状态。在国外，几乎所有的单仓泵都装备了这种系统。这种系统适用于短距离输送，固气比可达到10０，管内空气的起始流速为2~6ｍ／ｓ，适合输送松散比重为0.５～1.5ｇ/cｍ３，粒径为20～2０0μm之间的物料。

总的看来，非栓塞气输送装置在实际应用中，固气比一般在3０~7０，气流速度为8～15ｍ/s之间,相对于栓塞式气力输送来讲还是有一定差距的。

２.2

栓塞式密相气力输送装置

栓流气力输送中,如何制栓是一关键技术.６0年代以来，国内外学者开发了众多的制栓方法,主要有机械成栓及气力成栓两种.机械成栓法主要有挤压式、微料罐式、阶梯管式、旋转成栓器、料栓再生管、球式栓流输送等.气力成栓法则有内重管式、外重管式、螺线管式、脉冲气刀式等几种成栓方法。由于气力成栓相对机械成栓而言简单的多,控制也容易，因此密相气力输送多采用气力成栓法。用气力成栓法的密相气力输送装置有单栓塞输送系统、重管式栓流输送系统及脉冲气刀式栓流输送装置。

（1）单栓塞输送系统：这种系统只通过压力仓中压缩空气压送物料，整个输送管道只有一个料栓。输送压力大，输送距离短［1]。挪威学者Siｌｖａ［8］认为目前几乎没有几种物料适合这种输送方式。

（2)重管式栓流输送系统：这种系统有一旁通管与主管相通,通过旁通管上的小孔喷出的气流切割物料而成料栓.其工作压力在０。１５～0.3MPa之间，料速为1～9m／s，固气比在2０~１00之间。

（3）脉冲气刀式栓流输送系统[3］:这种系统是在输送管道的开始端用脉冲空气来切割物料而成料栓，如图3所示。此系统的特点是固气比高、料速低.就输送水泥为例，固气比可达到145，工作压力在0．1～0.2ＭPａ之间，气流速度为3～１0m/ｓ,其技术指标是十分优越的。但是，此系统中的电磁阀等元件损坏较快.另外，目前大部分的此类系统还不能实现连续输送。

图3

脉冲气力式栓流输送系统

２．3

自动吹堵式输送系统的开发

为了解决输送管道堵塞的问题，研究人员开发了二次空气系统，如图４所示.此系统是通过压力传感器测定堵塞位置,并将信号反馈给自动控制系统,然后二次空气的阀门打开,使高压空气进入管道进行吹堵。这种系统的运行情况很好,但由于沿管道装备了许多压力传感器及阀门,此系统的造价偏高［8]。

总之,密相气力输送装置的开发，从开始至今，已出现了众多的形式,但仍存在着许多不足，在技术指标的提高及参数优化方面仍有许多工作有待进一步深化。

３

问题与展望

（1）密相气力输送的理论研究有待进一步开展，以指导设备开发，尤其在理论参数的计算方面，定量关系式有待进一步给出；

（2)气力输送技术应充分利用其他相关的先进技术，如自动控制技术、测量技术等;

ﻫ

(3)材料物性对输送参数的影响研究也应加强.

作者简介：高敬国，男，1９70年11月生，工程师

参考文献

１

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2

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张庆今。硅酸盐工业机械及设备〔M〕.广州：华南理工大学出版社，1９92．

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周建刚，沈颐身,马恩祥。粉体高浓度气力输送控制与分配技术〔M〕．北京：冶金工业出版社，19９６.

7

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8

Sｕnil

ｄe

Siｌiva。Tｒaｎspｏｒt

of

partiｃulate

ｍateｒｉａls。西安建筑科技大学讲学资料，19９2.

5。２计算方法时间：200８-０４－１０来源：作者:5．２。１

气力输送是一门半经验半理论的学科.化工物料品种繁多,形状各异.设计气力输送装置时，可根据实际应用装置，选取设计参数,若无实际装置参考，可通过实验来确定,也可从与被输送物料性质接近(指形状、密度等物理性质接近)的实际装置中选取有关数据.5。2.１。1

在某一气体流速下输送物料其压力降最小，该气体流速称为经济流速，以ue

表示。5。２。１．2

当气体流速低到某一值时,输送物料开始沉积而堵塞管道，此时的气体流速称为噎塞流速,用uh

表示。5。２．1。3

稀相动压输送时，气体流速大于经济流速.密相动压输送时，气体流速介于经济流速与噎塞流速间。密相静压输送的气体流速则低于噎塞流速.输送过程中，随着输送距离的加大，有时应逐渐加大输送管径以适应流速的增加。5.2。1。４

经济流速和噎塞流速由实验测定。输送比则可根据物料特性及输送方式来确定。

式中Ｍ——料－气质量输送比，简称输送比；WS—-物料质量流量，ｋg／ｈ;WG--气体质量流量,kg／h;5。2．1。5

使物料保持悬浮状态的气体最小流速称为悬浮流速，以Vt

表示,由实验测定，亦可由下式估算：对于粉料(通常粒径小于0。001ｍ

称为粉料）

式中Ｖt-—悬浮流速,ｍ/s；dｓ--输送物料的当量球径（同体积圆球的直径），m；ρs——输送物料的堆积密度,ｋg／m３；ρｆ-—工作气体的密度，kg/ｍ３;g——重力加速度,ｍ/s2；μf——工作气体的粘度,Pa·s。５。2。2

稀相动压气力输送管压力降计算稀相动力气力输送的气体流速高于经济流速（uｅ)，计算时,应首先选定气体流速（ｕf)，uf

由经验选定，或由下式估算：

uf——气体流速，m／s;KＬ——输送物料的粒度系数,见表5。2。2－1;Kd——输送物料的特性系数,取2×10－５~5×10—5，对于干燥粉料取较小值；Lｔ--输送距离,mＬｔ=Ｌ1+n1Ｌｈ+n2L２+nbLb

（5。2．2—2）L１——水平管长度，m;Ｌ2——倾斜管长度，ｍ；Ｌh—-垂直管长度，ｍ;Lb——弯管当量长度，m；９0°弯管当量长度见表5．2．２—2；n1——垂直管校正系数，n1=1.3～2。０;ｎ2-—倾斜管校正系数ｎ2=1+2α(n１－1）/π或n2=1。1~１。５;α——倾斜直管与水平面的夹角，rad；nb——弯管数量。其余符号意义同前.除上述可由式(5.2.２—1）估算ｕf

外,亦可以uf=2Vt

作为初选气体流速。气力输送中，满足工况要求可以选用的气体流速和输送比的范围是较宽的，但如何确定最优方案却是比较困难的。本章提到的经济流速，是指输送管中物料颗粒在气流中由均匀分布到不再均匀分布的临界点,即稀相动压输送与密相动压输送间的临界点，并非输送中气流的最优流速。一般气力输送计算中应选择几组气体流速及料—气输送比,进行压力降、管径和风机选择等计算,然后根据装置的具体情况,从经济角度来选取较优的方案。此外，气力输送中,工作气体的密度、流速以及与此有关的其他参数（如后面提到的料-气容积比等）值是有变化的。通常在稀相和输送距离不远的密相动压输送中,这种变化可以忽略。在本章有关的计算公式中，上述参数是指输送管入口端(对压送式装置)或输送管出口端（对吸送式装置）的值。对于密相静压输送或距离较远的密相动压输送中，由于压力变化较大，在进行有关计算时,应采用平均值.表5。２．2—1

物料的粒度系数KL

表

式中D——输送管内直径，m。其余符号意义同前稀相动压气力输送管道压力降由直管段压力降（ΔPmｔ）、弯管段压力降(ΔPmb）和管件局部压力降（ΔPfp）三部分组成，分述如下。5。２．2。1

直管段压力降(ΔPmｔ)计算直管段压力降是由两部分组成:加速段压力降（ΔPsa）和恒速段压力降（ΔＰｓc)，即ΔPmt=ΔPsa+ΔＰｓｃ

(5.2．2—4)a）

加速段压力降(ΔPsａ)计算在长距离输送中,由于管道总压力降较大,加速段压力降相对较小，可以忽略不计,但在短距离输送中，必须计算。对垂直输料管,物料达到稳定运动时的速度(Ｖm)常取Ｖm＝uf－Vt

（5.2。2-５）处于垂直加速段的物料速度(ＶS）可按图5．2.2—1

根据参数（m1)及（uf/Ｖｔ)值查得VS/uf

而求得,其中参数ｍ１=2gLho/V2t

(5.2．2—6)式中Lhｏ——垂直直管加速段长度,m；其余符号意义同前。设计计算时,先计算垂直加速段长度（Lho)，令Vｓ=Vｍ，根据uf／Vt

及Vs/ｕf（也即Vm/ｕf)数值，查图５。２.2—1得到m1,则有

式中符号意义同前。若Lho〉Lh，则说明整个垂直段,物料一直处于加速状态,此时Lhｏ=Lｈ，用式(５。2.2-６)及图5.2.2-1

计算VS。若Lｈo≤Lh,则在垂直段中，物料已达到稳定运动状态,且加速段末期,物料速度Vs=Vm.对水平输料管，物料达到稳定运动时的速度（Ｖm)常近似取Ｖm=uf－V

起

（5。2。2-７)或

Vm≈（0。70~0．85）uf

（5.２。2－7a)式中Ｖ

起-—物料在水平输料管中的起始流速，m/s;处于水平加速段的物粒速度（Vs),可按图5.2.２-２

根据参数（m2)及（Ｖｍ/uf)值查得Vs/ｕf

而求得，其中参数.m２=2ｇLo／V2t

（5.2.2—8）式中ＬO——水平加速段长度,ｍ;其余符号意义同前。设计计算时，先计算水平加速段长度(ＬＯ）,令Vs=Vｍ,根据Vｍ/uf

及ｕf(即Vm/uf）数值，查图5。2。2—2得到m2，则有

式中符号意义同前。若ＬO〉L１，则说明整个水平直管段物料一直处于加速状态，此时ＬO=L1,用式(５。2。2—8）及图5。２．２—2

计算Vｓ。若Lo≤L1，则在水平直管段中，物料已达到稳定运动状态,且加速段末段，物料速度Vｓ＝Vm。对于倾斜直管加速段，可先求得垂直加速段的速度比（Vs/uf），再乘以sinα而求得倾斜直管加速比(Vs/uf)，α倾斜角（与水平方向的夹角）。设物料由初始速度（VO)加速到Vs,加速度阻力系数（λｓa）为：λsa=２×（Vs－Ｖ0）／uf

（5。2.2—9）ΔPsa＝λsa·m·

ρf·（u2f）/2

（5。2.2—１０）式中λｓａ-—加速段阻力系数；V０——物料初始速度，ｍ／s;其余符号意义同前。

式中ΔＰ——纯工作气体单相流动时的压力降,Pa;λｆ——工作气体的摩擦阻力系数。其余符号意义同前.倾角为α的倾斜直管，可用垂直直管的计算公式，但其中η=sｉnα+0．0156Fr0．85以上各式中，ΔP

ｆ、λf

分别为纯工作气体（空气）单相流动时的压力降及摩擦阻力系数，λf

值根据雷诺数按有关公式计算。表5．2。2—3

给出了λf

的实验值。粉​粒​料​稀​相​气​力​输​送​的​设​计(４４人评价）135１人阅读2４3次下载HYPＥＲLINK"＂\ｌ＂＃#＂\o”举报违规文档"举报文档文​中​介​绍​了​物​料​气​力​输​送​的​基​本​计​算​方​法​和​计​算​举​例​。1２345６789０ＡBＣDＥFGHIJＫLＭNａｂcdefghijｋlmn！＠#＄％＾＆&＊（)_+.一三五七九贰肆陆扒拾，。青玉案元夕东风夜放花千树更吹落星如雨宝马雕车香满路凤箫声动玉壶光转一夜鱼龙舞蛾儿雪柳黄金缕笑语盈盈暗香去众里寻他千百度暮然回首那人却在灯火阑珊处ＨYPERLINK＂”＼l”＃＃"\ｏ”全屏显示”你可能喜欢HＹPEＲLINK””＼l”＃＃＂\ｏ＂气力输送设计计算＂气力输送设计计算

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5。2.2.2

弯管压力降（ΔPmｂ）计算假定弯管进口处物料流速(V1)等于弯管出口处物料流速（Ｖ４）（实际上进、出口速度有差异，但工程计算中，这样假定不会引起多大误差）。弯管压力降可折成当量长度后计算,由弯管曲率半径(Ｒ0）计算R0/Ｄ,然后按表5.2.2-2

得当量长度（Lb），ΔPｍｂ

为计算长度等于Lb

的水平直管的压力降。5。2.2。3

管件压力降（ΔPfp)的计算在设计气力输送管道时，应尽可能少设置管件，以减少局部压力降。阀门、三通及异径管等管件的压力降（ΔＰｆp）的计算，是通过将其折算成当量长度的水平直管后，计算水平直管压力降的办法来实现的.对气—固两相流的阀门和管件的当量长度见表５。２．2-6.表5。2。2-６

管件当量长度折算表

５。2．3

密相动压气力输送管压力降计算密相动压气力输送时，气体流速高于噎塞流速(uｈ)，而低于经济流速（ue)，可表示为：uh〈ｕf〈uｅ。（５．2。３—1）同稀相动压气力输送压力降的计算一样，先选定气体流速(uｆ)，并根据实验或参考已有装置确定输送比（ｍ）。由于ｕｆ

应小于uｅ,因此应先估算经济流速.经济流速（uｅ）的估算公式如下：

式中fw-—颗粒对管壁的滑动摩擦系数,由实验测定。其余符号意义同前。密相动压气力输送管道压力降由直管段压力降（△Ｐmt）、弯管段压力降（△Pmｂ）和管件压力降（ΔPfp）三部分组成，分述如下。5.2．3.1

直管段压力降（△Ｐmt)计算直管段压力降（ΔPｍt）由加速段压力降(ΔPsa)和恒速段压力降(ΔPsc）两部分组成。一般情况下，加速段的长度较短，加速段的压力降可以忽略不计。直管内恒速段的压力降为：

δ值的实测范围为：粒料δ=0．０3～0．10,粉料δ=0．0７～0。4。其余符号意义同前。5。２.3.２

弯管及管件压力降（ΔPmb、ΔＰｆp)对于弯管及其它管件的压力降，是将其折算成当量长度来计算的，折算值见表5．2.２—6。5.2．４

密相静压气力输送管压力降计算密相静压气力输送是低速高浓度输送装置，而且是较好的中等距离输送方式,密相静压输送的气流速度低于噎塞速度。输送比关联式为：

式中Ｋｂ——与曲率半径(Ｒ０）有关的系数：当弯管由水平转向垂直时，Kb=13。8－０.３（R0/D);当弯管由垂直转向水平时,Kb＝2。1－０。0３（R0/Ｄ）;λzb——物料运动阻力系数,λzｂ＝3。75

Ｆ

r

−1.６

。其余符号意义同前.密相静压输送时,加速段压力降可以忽略。管件压力降可通过折算成当量长度水平直管来计算，管件折算见表5．２．２—6。5．２．5

分流管压力降的计算等截面Y形分流圆管在水平面内的压力降为:ΔP

d

=ε⋅ρf

u

f

2

/2

（5.2.５-１）

式中

系数Ｃ１、C2、Ｃ3和ϕ

见表５．2.５—１.W１——分流前物料的体积流量，m3/h;W２——分流后物料的体积流量,m3/h;m3——分流后的料—气质量输送比。其余符号意义同前.

5．2.6

肘形管压力降计算设计中应避免或尽量少用肘形管。肘形管压力降（ΔPe）为：ΔP

e

=(φ+

mβ）ρｆ⋅ｕ

f

2

/2

（5。２。6—1)式中φ——纯工作气体在肘形管中单相流动的阻力系数；β--形状系数,对90°肘形管β=0．66.其余符号意义同前。5.２.７

排料压力降在压送式气力输送中,物料将从输送管末端直接向大气或向分离室排出，排料的压力降计算公式如下：

式中ΔPef—-排料压力降，Pａ；ρeｆ——输送管末端出口处气体密度，kg/m３；uｅf—-输送管末端出口处气体流速,m／ｓ。其余符号意义同前。5。2.８

功率计算压气机所需功率（N）等于克服气力输送系统压力降所需的功率。

式中N-—风机功率，kW;VG——工作气体体积流量，m3／s；VＧ=Kｅ·A·uf

(5。2。８—2）Ke-—系统漏气增加的系数，一般取1．1～1.2;ηe--风机效率，一般取0．65；ΔＰｔ——系统总压力降,即输送管道压力降及管道附件压力降及其他部件压降之和，Pa；A—-管道截面积，m２

其余符号意义同前.5.2.9

计算例题５．２．9.１

例１:某装置吸送产品，已知输送物料为粒料，平均粒径ds=0.003５m,最大输送量Wｓ=4000kg／h，物料堆积密度ρs=１３2０kg/m3,测得悬浮流速Ｖt=8m／s,物料与管壁的摩擦系数λs=0.00２4，装置的系统布置见图5。2。9-1所示.

试决定系统主要参数,并计算压力降。解：a）

根据物料性质,采用稀相动压输送比较合适,用空气为工作气体.选择输送比ｍ＝5。7。ｂ)

估算气体流速（uf），由式(5。2。２-1)得:

ｄ）

计算系统管道压力降时，分为垂直直管及水平直管两大部分。由空气物性表查得２0℃、相对湿度50％时空气的运动粘度为γf

=1.51２×１0

−5m２

/

s由式（5。2．2—16）和式（5.２．2—28）,求弗鲁特数

Ｖ

ｍ

=

ϕ

m⋅

u

ｆ＝

０。684×２0

=13。7

ｍ

/

s

根据式（５。2.2—７a）计算Vm=（0。70～0．8５）·uf=0。75×2０＝１5m/s，两者结果相差无几，取Vｍ=1３．７m／s3)

计算水平加速段长度Ｌ0,由式（5。2。2-8）得：L０

=m2

•V2

t

／（２

ｇ

）

由于加速段末期,物料颗粒速度Ｖｓ=Vｍ=13。７ｍ/ｓ,因此当Ｖm/uf=0．6８４,Vｓ／ｕf=0．684时，查图５。2.2—2得m2=4。5计算得L0＝4.5×８2/(2×9.81）=14。7m,即由Ａ点开始，经1４.7ｍ的加速段后，物料由初始流速Ｖ0＝7.6m/s达到最大流速Vm=1３。7m/s4）计算水平管加速段压降ΔＰｓa,根据式（５。２。2—10)和式(5．2。2—9):

5）计算水平管恒速段压降△Ｐsｃ按式（5。2.2—１3）

e）

已知吸嘴、分离器、袋滤器以及连接管等压力降之和为6164Pa，忽略了垂直直管（1．4m)的压力降，则系统总压降为:ΔPｔ＝６164+８9７。06＋1３25６．8=２０31７.9Pａ将已知的参数和计算结果，对照表5。2.2—5校核，得知是符合适用范围的,因此本例所采用的有关公式是合适的。ｆ)

计算压气机功率由式（５．2．８—3)计算管道内截面积（A）:

本例中给出一组uf和ｍ值,设计计算时应再选择几组，进行经济比较后,确定最优方案.5.2。9。2

例2：某厂拟设计一套密相动压输送物料的压送式装置，物料量Ｗｓ=２00００ｋg/ｈ，物料粒径ds=0.004１ｍ,物料堆积密度ρｓ=1３51kg/m３，悬浮流速(Ｖt)测定为8．2m/ｓ,颗粒对管壁的滑动摩擦系数fw=0。45,容积输送比δ=0.0３5，工作气体为空气，温度30０K，试决定输送系统的主要参数并计算管道压力降。物料输送系统示意图如下。

j）

由于工作气体在输送管的入口和出口端的压力、密度和流速均为未知数(工作气体在输送管中的平均流速已经计算得到）,因此以下计算将用试差法。令输送管入口端的压力为Ｐ1，密度ρ1，流速为u1，输送管出口端(在管内一侧）分别为P2、ρ2和u2,而平均值为Ｐf、ρｆ和uf＝1５m／s。同时假定输送过程在等温条件下进行，空气按理想气体考虑,因此有以下关系：P1u1＝P2ｕ2=Pfuf

ρ１u1=ρ2ｕ2=ρfｕfP1/ρ１=P2／ρ2=Pf/ρｆ=RT／M若排料罐直接连通大气，大气压取为10１300Pa,则有

得P2=108０８6。67Pａ，若按简单算术平均值计算P1，即