《通风除尘与气力输送技术》课件-第六章 气力输送技术

第六章任务一气力输送技术一、概述气力输送也叫“风运”,它是利用气体的能量,即利用具有一定压力和一定速度的气流使粉、粒状物料在管道中沿指定线路运动的一种输送方式。近二十多年来,这种输送方式在粮食、饲料加工企业中得到普遍应用。气力输送实质上就是利用流动的空气输送物料。气力输送技术自应用以来,使粮食、饲料加工厂的面貌发生了巨大的变化,一些笨重复杂的机械输送设备被体积较小、结构简单、制作方便的风管、风机所代替,为合理布置设备、节约厂房面积和节省设备投资创造了条件。一、概述粮油、饲料加工厂采用气力输送,除能起到输送物料的作用外,在输送过程中还可以实现多种工艺操作,如混合、粉碎、干燥、冷却、风选、分级、清理、除尘等。气力输送具有以下优点:

1.设备简单,占地面积小,可充分利用空间,设备布置灵活,投资维修费用低。

2.输送量范围大,操作人员少,可实现无人操作和自动化管理,人工费用小。

3.输送物料可以散装,操作效率高,包装和装卸费用低。

4.可以避免物料受潮、污染,保证输送物料的质量。

5.可以由多处集中向一处输送,也可以由一处向多处长距离输送。一、概述气力输送的主要缺点是:

它和机械输送相比,动力消耗较高,容易引起粒状物料的破碎,对设备有较大的磨损,噪声大;此外,由于粮食加工厂的气力输送网路通常由若干根输料管并联组成,因此在操作上对物料流量的稳定性要求较高。二、气力输送的分类根据料、气两相流的流量比和料、气两相流的力学特征不同,气力输送装置可分为三大类,即稀相气力输送装置、中相气力输送装置和密相气力输送装置。按气源压力和压力差的大小可分为低真空气力输送装置、高真空气力输送装置、低压气力输送装置、高压气力输送装置、吸送式气力输送装置、压送式气力输送装置等。二、气力输送的分类

1、气力输送装置的形式和特点粮食企业气力输送装置按空气在管道中的压力状态可分为两大类,即吸送式气力输送装置和压送式气力输送装置。此外,根据需要还可以把吸送式气力输送装置和压送式气力输送装置组合在一起,称为混合式气力输送装置。二、气力输送的分类

2.吸送式气力输送装置吸送式气力输送装置的一般形式如图7-1所示。物料的整个输送过程是在通风机吸气段一侧完成的,它常用于车间内部的物料输送。二、气力输送的分类

2.吸送式气力输送装置这种输送方式的特点是：1、可以从几处同时吸取物料，输送到一处集中。2、适宜于堆积面广，或装在低处深处物料的输送。3、只要有空气吸入口，就能很容易地把管道伸入到一些狭窄的地方，吸取物料进行输送。4、运行过程中为负压，在输送过程中，没有灰尘飞扬，供料口可以敞开，供料和输送可以连续进行。5、由于输送气流的压力低于大气压力，水分容易蒸发，所以对水分多的物料比压气式容易输送。6、对管道、卸料器等构件气密性的要求较高。二、气力输送的分类

3.压送式气力输送装置压送式气力输送装置的形式如图7-2所示。物料的输送过程是在通风机压气段一侧完成的。二、气力输送的分类

3.压送式气力输送装置这种输送方式的特点是：

（1）整个输送装置处于正压状态,容易造成粉尘外逸,污染车间环境。但能防止外界杂质进入系统。

（2）适宜于物料由一处同时向几个地方输送。

（3）适合于长距离、大流量输送。

（4）供料结构复杂、输送压力较高时,需将供料器上部的料罐做成密闭结构。

（5）卸料器结构简单。二、气力输送的分类4.混合式气力输送装置混合式气力输送装置是由吸送式气力输送装置和压送式气力输送装置组合而成的。它具有两者的共同特点,适用于既要集料、又要配料的场合,一般多用于移动式气力输送装置。二、气力输送的分类

5.空气槽输送

空气槽气力输送又称为空气流化槽或气动滑板输送,是一种广泛用于输送干燥粉状物料的气力输送设备。空气槽气力输送装置按照设备安装的位置可分为三种形式,下面分别介绍。

（1）压气式空气槽空气槽由上、下壳体和透气层组成,透气层将上、下壳体分隔开来。空气由风机送入下壳体(即空气室),再穿过透气层进入上壳体(即输料室),最后由过滤器排入大气。从透气层穿过的气流使物料悬浮并形成流动状态,从而改变了物料的摩擦角,甚至使物料与透气层几乎不相接触。所以,尽管物料流动很快,但是磨损却很小,犹如在物料与透气层间加了一层“气垫”一样。二、气力输送的分类二、气力输送的分类因为所有的设备均安装在风机的出口一侧(即压气侧),物料是在正压状态下被输送,这种形式的空气槽称为压气式空气槽。二、气力输送的分类二、气力输送的分类（2）吸气式空气槽如果将风机的位置变换,使各设备位于风机的进口一侧(即吸气侧),此时物料是在负压状态下被输送,如图10-2所示,这种形式的空气槽称为吸气式空气槽。二、气力输送的分类（3）组合式空气槽将上述两种形式组合起来的空气槽称为组合式空气槽,也称为混合式空气槽（4）空气槽气力输送的基本原理由于风机的作用,使上、下壳体内部处于负压状态,从而使壳体外面的空气能够以一定的速度通过透气层的孔眼进入壳体内部,并穿过物料经吸口和集气管排出。物料从接料器经控制闸门流进具有一定倾斜度的壳体后,首先落在淌板上,在重力及气流的共同作用下,物料加速运动到透气层上面,这时经过透气层孔眼的气流一方面使物料悬浮起来,另一方面将物料形成流动状态向前推进,直至从卸料器排出,从而完成物料的输送。二、气力输送的分类

6.栓流气力输送

随着气力输送技术的发展,栓流气力输送正逐步在工程中得到应用。它显示出许多优点,如料速低、输送浓度高、尾气处理简单、能耗小、管道磨损少、物料破碎率低及不易产生堵塞等。

（1）旁通管式栓流输送

当物料进入密闭的发送器后,压缩空气经沸腾板喷出,使物料流态化,当发送器内达到额定压力后,打开阀门,物料均匀地进入输料管,设置在输料管上的旁通管依靠高压气流将物料挤开,形成一段一段的料柱(料栓)。这样,用较少的空气量就能进行输送;旁通管不需要另外供给高压气源,只要将输料管上游端的压力传递至下游即可,空气量可以保持恒定。必要时也可以向旁通管通入高压气流。二、气力输送的分类二、气力输送的分类这种装置的特点是:耗气量少;物料破碎率低(仅为一般低压吸送的1/50);运行的可靠性高,即使在充满物料的情况下起动也不会堵塞;动力消耗也较低;输送量最高可达100t/h。二、气力输送的分类2.脉冲气刀式栓流输送脉冲气刀式栓流输送装置由空气压缩机、储气筒(包括油水分离装置)、料罐、脉冲控制系统和输料管道等组成。二、气力输送的分类

工作时,由空压机送出的高压空气先经空气净化设备清除油水后进入储气筒,净化后的压缩空气通过管道和阀门分别进入料罐、输料管、控制部件等。被输送的物料由储料斗经闭风器送入料罐,在料罐内压力的作用下,物料从筒底进入输料管。输料管的一端与电磁阀连接,压缩空气通过气刀定时进入管道,把物料切割成一定长度的料栓进行输送。为了清除堵塞,在输料管沿线装有排堵管,当出现堵塞时,打开排堵管阀门即可依靠高压空气排除故障。二、气力输送的分类

这种装置具有低速、高料气比的特点,因而本装置具有低耗气、无污染、低噪音、破碎少、自动化程度高等优点。物料运动速度低,调节范围大,减少了物料与设备的磨损和破碎,同时也防止了粉状物料因静电效应在管壁上的粘附;所需的空气量少,所以能降低电耗;输送浓度较高,输送管径小,可节约管材;在一般情况下,即使不采用卸料器和除尘器,而将物料直接输送至料仓内也不影响卫生;结构简单,操作维修方便;但输送压力高,要求设备能耐高压,输送距离受到限制。二、气力输送的分类3.脉冲成柱器式栓流输送该装置如图10-5所示。发送器的锥体装有环形喷嘴和流态化装置。底部为一个料柱成柱器,它由转换板组成。当发送器封闭后,通过压缩空气加压,将物料从出料口连续地压入成柱器;随后,脉冲气流推动成柱器上的转换板,将发送器的出料口关闭,停止物料进入成柱器,同时,脉冲气流又将成柱器中的原有物料推入输料管,这时,脉冲发生器中气阀关闭。由于成柱器中的压力低于发送器内的背压,所以发送器中的物料在发送器内背压的作用下,冲开转换板重新进入成柱器,开始一个新的成柱过程。由此周期循环,物料就以栓流的形式被输送。栓流气力输送栓流气力输送4.脉冲挤压式栓流输送脉冲挤压式栓流气力输送装置是利用脉冲气源将发送器内壁的弹性衬套作周期性膨胀,将物料一段一段地挤入输料管,利用套管的气流推动料柱运动。发送器中有四根弹性套组成的棱形管架,装在发送器体穴内,套管的上端与环形空气管道相连,压缩空气通过套管中的喷嘴喷出。发送器壁上装有一层弹性衬套,上端是封闭的,下端有缝隙,弹性衬套与棱锥形管架形成四个空间,当压缩空气经脉冲发生器产生的脉冲气流进入这些空间后,弹性衬套膨胀,物料被挤压进入输料管,同时部分脉冲气流从下端的缝隙喷出,形成互相间断的料柱和气柱。弹性套管内有一弹性套,套上钻有小孔,当压缩空气进入套管时,小孔即张开;反之,小孔靠本身的弹性关闭,以防止物料进入。二、气力输送的分类二、气力输送的分类脉冲挤压式栓流气力输送装置耗气量少,料柱的输送速度为0.5～5m/s。它不仅适合于粉状物料的输送,也适合于输送粘性和湿度大的砂石。据介绍,这种发送器装置的最大输送能力可达40t/h。第六章任务二气力输送的主要设备一、供料器气力输送装置的设备有供料器、输料管和管件、卸料器、关风器、除尘器、通风机等。接料器和供料器是使物料与空气混合并送入输料管的一种设备。在吸送式气力输送装置中称为接料器，在压运式气力输送装置中称为供料器。接料器的作用：

1、把物料送进输料管，而且使空气充分混合，并使物料容易加速；

2、起到定量供料的作用。一、供料器在设计和选用接料器和供料器应考虑以下原则：

1、能定量、均匀、分散地供料，保证物料和空气在接料器中能充分混合；

2、不漏气、不漏料、不产生物料颗粒的破碎；

3、阻力小、消耗功率低，尽可能使进入气流的物料流向与气流的流动方向一致，避免逆向进料，以降低气流推动物料的能量消耗；

4、喂料通顺，动作可靠，操作方便，经久耐用；

5、供料器必须具有气密性，以保证其供料量和防止空气外逸；

6、结构简单、占地面积小、高度低、操作方便。一、供料器接料器的结构形式：

1、吸嘴

2、三通接料器

3、弯头接料器一、供料器一、接料器

1、吸嘴：是用于吸气式气力输送装置上的一种接料器，用来直接吸取仓库内或车船内的散装粮食。要求如下：（1）在进风量一定的情况下，产量要高而且均匀稳定；（2）装有二次进风装置或调节机构；（3）如发生块状物料在吸嘴口卡死时，能够及时排除；（4）轻便、牢固、安装及拆卸方便，便于插入物料而又容易拔起、移动，能吸净各个角落的物料一、供料器吸嘴的形式：

1、单筒形吸嘴（1）直口形吸嘴：结构简单，压损大，补充空气无法保证，补充空气口易被物料埋住堵死，有时也因为输送浓度过大而造成输料管堵塞。（2）喇叭口：压损较直口吸嘴小；（3）斜口吸嘴的吸引性能好，但吸嘴未埋入料堆前补充空气量太大，而当埋入料堆后又无法补充空气，适合于吸引残留在容器角落的物料。（4）扁口形吸嘴：结构简单，四个支点使吸嘴与物料保持一定间隙，以进入补充空气。一、供料器2、双筒（套筒）吸嘴它是由入口处做成喇叭形的内筒和可以上下活动的外筒组成。吸嘴端部做成喇叭形是为了减少一次空气及物料流入时的阻力。调节内外筒间隙可以调节进风量，以得到最佳的输送能力。根据输送物料的性质和输送条件，可改变内外筒下端的相对高度，以便按最高效率吸引物料。单筒形吸嘴的直径和双筒形吸嘴内部的直径一般与其所连接的输料管直径相同。一般外筒总长度为1米左右，内外筒壁厚取2-4毫米，吸嘴内外筒端面间隙根据不同物料的最佳值由实验确定。一、供料器

3．三通接料器三通接料器是由供料溜管和风管两个基本部分组成。根据风管放置位置的不同，有垂直三通接料器和水平三通接料器之分。一、供料器

3．诱导式接料器它是垂直三通接料器的一种变形，具有较好的气体力学特性。物料沿矩形溜管1下落，经弧形淌板2转向并上冲，落入从进风口3引入的气流中。弧形淌板2是装在两边的弧形轨道中的，因此，可以根据物料下落的情况来调节其插入深度，使物料适当减速或顺着气流方向冲出。一、供料器

4．喷射卧式供料器喷射卧式供料器的结构示意图如图所示。其工作原理是利用供料口处输送管道的收缩喷嘴使气流速度增大，动压升高，静压下降的特性，造成供料口处的惊讶等于或低于大气压，这样，管道内的正压空气不仅不会从供料口喷出，反而由于喷射的原因，会使物料和空气吸入输料管中。

特点：结构简单、尺寸小，无运转部件，输送浓度低、压力损失大，效率低。一、供料器

5．弯头式接料器弯头接料器主要用于在机器下面接料后的输送情况，横断面呈矩形，两端靠变形管与圆管连接。物料在流管中沿着底部流动，上部为空气，当物料流到弯头前的插板处时，由于插板的阻挡，物料被上抛并且被上方的气流冲散，进行混合并悬浮。于此同时，在弯头底部的弧形活门的间隙和孔眼中，有一部分补充空气气流吸入，进一步加强了对物料的承托和悬浮作用，使物料与空气充分混合后进入输料管提升。。一、供料器

6.磨膛接料器磨膛接料器的结构如右图所示，一般是指在磨粉机机器内部进行的接料。当磨粉机的磨辊将小麦磨制成粉末状的在制品后会落入一个锥形斗内部，即磨膛，在磨膛内放置一根吸气管道，即可将物料提出。一、供料器

7.叶轮式供料器叶轮式供料器的结构如右图所示。一般是在压气式风运装置中，由于输料管内的压力大于大气压，因此要使物料顺利地进入就必须依靠专门的供料装置，即所谓正压供料器(或叫喂料器)。二、输料管

1．输料管输料管是用来输送物料和空气混合物的管道，它通常连接在接料器和卸料器之间。输料管采用圆形截面，可使气流在整个截面上容易均匀分布，同时，其阻力亦比共它形状的管子为小，制造、安装也较方便。粮食加工厂风运装置的输料管，其内径一般为60～300毫米，所用材料可根据输送物料的性质来选择。在面粉厂的制粉车间，输料管通常采用镀锌薄钢板制成。在面粉厂清理车间和碾米厂中，输料管一般采用厚为1．0～1．5毫米的薄钢板卷制而成，亦可采用薄壁无缝钢管、焊接钢管、水煤气管等。二、输料管2．输料管设计原则：在输料管设计时，为了充分发挥气力输送装置的优点，应对输料管的配置按以下原则进行。1、要根据工厂的整个工艺设备的配置和将来的发展设计配管线路。2、设计选定的配管线路不应妨碍交通和设备的操作。3、设计时要考虑管道的施工以及方便维修。4、设计时应尽可能减少弯头数量，采用直线配管，以减少阻力，防止管道堵塞。5、应避免采用过长的水平管，以防止物料在管道中沉淀，必要时，可采用垂直、水平的组合配管。二、输料管3．输料管的连接：

（1）套接法：每节输料管大小头的内径，大约相差2毫米，按照气流方向连接，并焊接。

（2）套管法：每节管的管径相等，对接处采用套管连接。

（3）法兰法：用法兰盘连接，连接处保持同心，防止错边，不然会增加阻力，严重时会造成物料淤积堵塞。二、输料管4．管件：弯头是改变输料管方向的管件。为了缓和和物料与弯头壁面的撞击，取弯头的曲率半径R=(6—12)D或R》1米，其中D为弯头的直径。

在粮食加工厂低压吸送式的气力输送装置中，为了外观整齐，位于同一层楼的各条输料管的弯头，应采用相同的曲率半径，其大小可以根据直径最大的一条输料管道上的弯头来确定。弯头比直长管道容易磨损，为了便于更换，它与直长管段采用法兰连接。当采用方形截面的弯头时，在易磨损的外侧内壁，可嵌上衬垫或增加厚度，还可以浇上金刚砂，以延长弯头的使用寿命。

二、输料管4．管件：输料管及管件的磨损问题：

在气力输送系统中经常会遇到输料管及管件的磨损，其磨损部位主要产生在弯头、变形管、水平或倾斜管道上，垂直管道的磨损不严重。输料管道磨损的原因：

1、滑动或滚动磨损

2、刮痕磨损

3、撞击磨损实际上，输料管的磨损往往是几种磨损的组合，而且一种形式的磨损，也会引起和加速其他形式的磨损。二、输料管4．管件：影响磨损的因素：

1、输送物料的性质

2、输料管及管件的形状、配置方式及材质等

3、输料条件：如气流速度、浓度比、流动状态等。由于磨损是物料与壁面不断摩擦或碰撞引起的，所以物料的粒度越大，摩擦与碰撞的能量就越大，磨损就越严重。另外，浓度越大，摩擦或碰撞次数越多，磨损越严重。减小磨损的方法：

1、合理进行配管设计，尽量减少弯头、水平段和倾斜段；

2、要保持输料管垂直，不变形，连接处要对中、不错位；

3、在磨损严重的部位加衬耐磨材料。二、输料管5．分路阀：

为实现一处供料，多处卸料等用途，常需在输料管道上安装分路阀或者多路阀。最常见的分路阀是双路阀，实质即分流三通。

如图所示为气力输送输料管上双路阀的一种形式结构。三、分离器1、卸料器：卸料器是使物料从气流中分离出来的设备。对它的要求是：第一，分离效率要高。这对颗粒状物料如小麦、稻谷等来说，是比较容易做到的，但对粉状的物料，要完全分离就较困难。第二，阻力低，性能要稳定。即当输送条件稍有变化时，也要具有稳定的分离能力。第三，结构要简单，体积要紧凑。容易磨损的部位能拆卸更换，检查维修要方便。另外要有较多的透明部分，以便观察和操作。第四，对于分离粮粒的卸料器，要具有“一风多用”的作用。即不仅能卸出粮粒，而且还能把其中的灰尘和轻杂质分离出来，并对粮粒表面有一定的摩擦清理作用。三、分离器1、卸料器：卸料器的种类：按照工作原理分类：

1、重力式卸料器

2、惯性式卸料器

3、离心式卸料器三、分离器1、卸料器：

（1）分离粉状物料卸料器：离心卸料器是利用两相流旋转时离心力作用使物料与气流分离。其结构、原理与离心除尘器一样。离心卸料器结构简单，尺寸紧凑，容易制造，选用适当时压损也不大，应用比较广泛。但是它在用来分离粒状物料时，磨损很大，而且会使物料的破碎率增加。三、分离器1、卸料器：

（2）分离粒状物料卸料器：

重力卸料器：基本原理：当料气两相流，经过输料管进入卸料器后，由于卸料器的容积很大，其有效断面比输料管断面大很多，料气六的速度骤然降低，使气流失去对物料的携带能力，物料受重力作用从两相流中沉降分离出来。这种卸料器一般只适用于较重的颗粒状物料和块状的物料。常用的重力式卸料器有容积式和箱式卸料器。三、分离器（2）分离粒状物料卸料器：A、容积式卸料器：物料随气流从输料管经冲扎短管进入卸料器，并冲向用金刚砂浇制的花瓣形金刚砂蕊上。在这里，物料反冲散落到缓冲圈上然后流向出料管经关风器排出。空气经输料管进入冲孔短管时，其中一部分将穿过孔眼而从套管排出，另一部分则从冲孔管末端排出。这些空气，当其穿过从金刚砂蕊反冲散落的物料层时，将粮粒中的部分轻杂质带走，然后一起流向外套筒与内圆筒之间的风道中，再向上从出风管1吸出。三、分离器（2）分离粒状物料卸料器：A、容积式卸料器：

1、卸料器的圆筒直径：式中：D0—卸料器圆筒直径

Q---卸料器处理风量

v悬—物料的悬浮速度

k1—系数，取0.03-0.1，易扬尘时取低值。2、圆筒高度（H1）：

H1=K2D0K2---系数，取1.1—1.8，粒度小取大值3、圆锥高度（H2）

H2—D0-d0/2*tanxd2—排料口直径，根据不同物料来定，

x---锥壁对水平面的倾角。三、分离器（2）分离粒状物料卸料器：B、箱式卸料器：如图所示为结构最简单的箱式卸料器。它是一个以木条或角钢为框架并镶嵌玻璃的三角形箱子。垂直提升的粮粒和空气由输料管经变形管冲向圆弧形顶盖，然后折向沉降室。由于圆弧形顶盖对粮粒的碰撞和摩擦，以及沉降室体积的扩大，使粮粒失去原来的运动速度，并在自身重力的作用下向下降落，流经淌板，而从出口经关风器排出。粮粒中的灰尘和一部分轻杂质，则随同气流从出风管7吸出，然后去除尘器收集。三、分离器（2）分离粒状物料卸料器：C、弯头式卸料器：右图所示为弯头式卸料器。它是有进料变形管、矩形弯头、调风阀、集料斗和出风管组成。粮粒与空气的混合物由输料管经变形管进入矩形弯头。在弯头中，粮粒继续靠气流的带动和自身的惯性力前进，并滑向集料斗。空气和轻杂质则经出风管吸出。四、除尘器在气力输送系统中常用的除尘器有离心式除尘器和布袋式除尘器。1.离心式除尘器

主要用于空气中粒径大于5μm或粒径较大的粉尘的分离。一般对于粒径大于20μm的粉尘，除尘效率可以达到80%，大于40μm的粉尘，分离效率可达90%，但单独使用离心除尘器很少能够达到环境排放要求。2.过滤式除尘器

在气力输送系统中，当卸料器采用离心式卸料时，一般用过滤式除尘器。过滤式除尘器的显著特点是对微细粒径粉尘的除尘效率特别高。五、风机在气力输送系统中，由于物料的输送需要消耗很高的能量，因而气力输送装置中的风机多选用高压离心风机或罗茨鼓风机等空气机械。

气力输送装置中的风机应该能满足以下要求：1.能够提供气力输送装置所需要的全压和风量；2.风机输送的空气不含油、水等杂质成分，清洁干净；3.气力输送的输送产量波动引起管网阻力波动大，而要求风机的风量变化较小；4.风机能够适应通过风机的空气中含有一定粒径范围、浓度的粉尘。5.风机便于检修和使用。任务三悬浮式气力输送的基本原理一、物料颗粒的空气动力学特性研究散装固体物料的气力输送，即研究物料颗粒在气流中的运动规律，而沉降速度、悬浮速度是物料颗粒在气流中运动的最基本特性，这个特性也称为物料颗粒的空气动力学特性。

悬浮速度反映了所输送物料颗粒在气流中的主要物理特性。悬浮速度的数值大小由物料的密度、粒径、形状、表面状态、管道直径、空气密度等因素决定。物料颗粒的悬浮速度是悬浮式气力输送系统设计的主要原始数据之一，它是合理选择物料管道安全输送风速的重要依据。一、物料颗粒的空气动力学特性1、沉降速度我们把物料颗粒在空气中由静止状态到自由下落所能达到的最大速度,称为物料颗粒的沉降速度。

2、悬浮速度我们把物料颗粒在垂直向上的气流中能处于静止状态时的气流速度称为物料颗粒的悬浮速度。从以上描述中可以看出,物料的沉降速度是物料颗粒自身的运动速度,而物料颗粒的悬浮速度则是气流的运动速度。两者在定义上是不同的,但数值相等,方向相反。一、物料颗粒的空气动力学特性二、物料在管道中的运动

管道中的物料在空气动力作用下的运动由于受到许多因素的影响因而是一个很复杂的现象，它涉及到固气两相流的理论。

固气两相流：气力输送输料管中粉、粒状物料与空气的混合物。

浓度：料气混合比，是指两相流中固体物料量与空气量的比值，它是反映输送量和输送状态的标准，是两相流的重要参数之一。一般分为质量浓度、体积浓度和实际浓度三种。

质量浓度：是指通过输料管断面的物料质量流量与气体质量流量之比。

体积浓度：是指物料的密实体积流量与气体流量之比。

实际浓度：是指输料管中单位长度的物料质量与气体质量之比。气力输送中，实际浓度大于质量浓度；在稀相输送中，输送粒状物料或小麦、大豆等粒料时，当两相流进入稳定输送段之后，则认为物料速度和气流速度相等，可以用质量浓度来代替实际浓度进行设计计算。二、物料在管道中的运动

1.物料颗粒在垂直管道中的运动状态在垂直输料管道中,物料颗粒的重力方向与空气动力的方向处于同一垂直线上,但方向相反,只要气流的速度大于物料颗粒的悬浮速度,物料颗粒就会随气流向上运动。但在紊流气流中,因有与流向相垂直的分量存在,管道内的气流速度有时是不均匀的,物料颗粒的形状通常也不规则,且物料相互间或与管壁间相互碰撞产生旋转,致使物料颗粒的运动呈不规则的曲线上升状态。在垂直输料管中,物料颗粒在管道内的分布基本是均匀的。二、物料在管道中的运动

2.物料颗粒在水平管道中的运动状态

(1)悬浮流

(2)底密流

(3)疏密流

(4)停滞流

(5)部分流

(6)柱塞流二、物料在管道中的运动

2.物料颗粒在水平管道中的运动状态在水平输料管中，物料颗粒群受管道内气流速度大小的影响，呈现以下六种运动状态：①悬浮流：管道内输送气流的速度较大时，物料基本上处于均匀分布状态，物料颗粒在气流中呈悬浮状态输送。②底密流：管道内输送气流的速度减小时，越接近管底处，物料的分布越密集，但没有出现停滞。物料颗粒一面作不规则的旋转、碰撞，一面被向前输送。③疏密流：管道内输送气流的速度进一步减小时，物料在水平管道内呈疏密不均匀的流动状态，部分物料颗粒在管底滑动，但没有停滞。二、物料在管道中的运动

2.物料颗粒在水平管道中的运动状态④停滞流：随着管道内输送气流的速度再次减小，大部分的物料颗粒失去被气流的悬浮，停滞在管道底部。此时，管道的局部区段因物料积聚而使管内断面变小，气流速度在该区段增大，使停滞的物料重新被吹走，形成停滞、积聚、吹走相互交替的不稳定输送状态。⑤部分流：管道内输送气流的速度过小时，气流就失去对物料的悬浮能力，物料颗粒堆积在管底，气流在上部流动。堆积的物料表面，有部分颗粒在气流的作用下作不规则的移动，同时堆积层也随着时间作沙丘移动似的流动。⑥柱塞流：当部分流也不能实现时，管道即被堵塞，物料呈柱状间隔充满管道。由于物料柱前后的压缩空气存在压力差，物料就依靠静压差的推动而被输送。二、物料在管道中的运动3.物料颗粒在水平管道中所受到的力（1）在水平输料管道中，物料颗粒的重力方向与空气动力的方向相垂直，空气动力对物料的悬浮不起直接作用，但物料颗粒仍然能被悬浮输送，这是因为在气流水平动力的作用下，产生了以下几种悬浮力来对抗重力，如图所示，从而使物料被悬浮。二、物料在管道中的运动①垂直方向上的紊流的分速度产生的作用力。②处在管底的物料颗粒，其上下部因速度不同形成的静压差而产生的作用力。③马格努斯效应引起的升力：由于空气的粘滞性，旋转颗粒周围的空气被带动，形成与克里旋转方向一致的环流。颗粒上部的环流与气流的速度方向相同，叠加后速度增大；颗粒下部的环流与气流的速度方面相反，叠加后速度减小；这样，颗粒的上下部因速度不同而产生静压差，从而产生对颗粒的升力。④颗粒的形状不规则，受到的推力在垂直方向的分力。⑤颗粒相互间或与管壁碰撞受到的反作用力在垂直方向的分力。在上述悬浮力的共同作用下，物料在水平管道中悬浮并随气流被输送。二、物料在管道中的运动4.输料管断面气流速度分布空气在管道中流动时，管流呈层流或紊流。速度分布在管道中心出现最大值，沿管道中心线速度对称分布。而两相流在管道中流动时，由于物料重力的影响，越接近管底分布越密，气流速度最大值的位置移至管道中心线以上。在气力输送中，气流速度过小，会由于管底速度小造成物料停滞，管道堵塞，影响连续性生产；气流速度过大，会造成物料的破碎、管件的磨损以及动力消耗的浪费。因此，恰当地选择气流速度是很重要的。二、物料在管道中的运动4.输料管断面气流速度分布纯空气在管道内流动时,管流呈现层流和紊流两种流动状态。无论是层流还是紊流,气流的速度分布总在管道的中心处出现最大值,且沿管道中心线对称分布。当气、料两相流在管道中流动时,对于垂直输料管,气流速度仍然在管道中心处出现最大值,且沿管道中心线对称分布;但在水平输料管道中,物料被输送时,由于受到重力的影响,越接近管道底部,物料分布越密集,空气受到的阻力越大,气流的速度越小。因此,在水平输料管中,气流速度的分布出现了显著的变化,最大速度的位置移至管道的中心线以上。二、物料在管道中的运动5.气力输送的压损特性物料颗粒在管道中呈悬浮状态输送时，总存在着颗粒间或与管壁之间的碰撞或摩擦，这样会使颗粒损失一部分从气流那里得到的能量，即气流具有的能量的一部分要消耗在颗粒与管壁的碰撞或摩擦上，这部分能量损失是以压力损失（即压损）的形式表现出来的。

一般来讲，气流速度越大，颗粒的碰撞和摩擦机会越多，压力损失就越显著，但是，气流速度减小时，颗粒又会产生停滞现象，加剧颗粒与管壁的摩擦，压力损失反而增大。二、物料在管道中的运动5.气力输送的压损特性气力输送两相流的压损特性曲线如图所示：

可以分为三个阶段：

（1）物料与气流的启动加速段：a-b段，由于物料的初始速度一般较低，而物料输送一般速度较高，需要气体提供较大的能量，所以这一阶段，压力损失急剧升高。

（2）物料的间断悬浮阶段：b-c段，这一阶段，物料由加速运动向悬浮运动过度。颗粒逐渐处于悬浮状态，与管壁的碰撞、摩擦减少，导致压力损失有所降低。

（3）物料完全悬浮阶段：c-d段，物料完全悬浮，颗粒均匀的悬浮在整个管道断面上，相当于单相流动，压力损失随着速度的增加而增加。二、物料在管道中的运动5.气力输送的压损特性固气两相流不仅与输送风速有关，还和物料的性质有关。

容重大、具有尖角的不规则颗粒，压损大；

对于容重和表面粗糙度大致相同的物料，其粒度分布越广，压损也越大，这是因为颗粒大小不一致时，各颗粒之间的速度、碰撞次数、加速度等运动情况不一样，导致碰撞几率增加。三、气力输送系统的主要参数气力输送系统的主要参数指计算物料量、输送浓度和输送气流速度等。这些参数的合理选择和确定，对气力输送装置的设计计算、是否经济可靠具有重要意义。1.计算物料量

在进行气力输送的设计计算时，必须考虑气力输送装置运行时产量的波动性对系统的影响，即所设计的气力输送装置能够满足最大输送量。计算物料量（G算）就是在按工艺要求的平均输送量的基础上再增加一定的余量而得到的。G算=KαG（t/h）

式中：G—输料管的实际平均产量，t/h；K——远景发展系数，K=1.0~1.2α——安全系数，α=1.0~1.2。三、气力输送系统的主要参数安全系数α是考虑工艺、操作以及物料等因素变化可能引起输送量变化而在实际输送量的基础上又增加了0~20%余量的一个系数。

面粉厂气力输送的安全系数一般在1.05~1.20之间。

面粉厂气力输送储备系数物料名称小麦输送1B2B3B、4B心磨、渣磨面粉α1.1~1.21.00~1.051.10~1.151.21.15~1.201.1三、气力输送系统的主要参数

三、气力输送系统的主要参数

（2）输送浓度对气力输送各参数的影响

质量浓度的大小，影响风网的风量和压力的大小质量浓度大，则风量小，压力增大，轴功率减小，设备尺寸减小；质量浓度小，则风量大，压力减小，轴功率增大，设备尺寸增大；质量浓度大的弊端：风量小，产热增加，物料自身的热量也无法散失，不能选用合适的风机曲线，风机效率低，轴功率增加。质量浓度小的弊端：输送效率降低，风机曲线不能平衡，风机效率低。三、气力输送系统的主要参数（3）质量浓度的选用：吸运式：质量浓度=0.5—10（稀相）压送式：质量浓度=1—10（稀相）质量浓度是我们设计气力输送风网时，首先要认为确定的参数，经验得知：面粉厂：麦间：2-6

粉间：0.5-4

米厂：谷、谷糙等：3-5

米糠：0.5-2

油料：0.5-4三、气力输送系统的主要参数

3.输送风速

输送风速是气力输送装置设计的重要参数。选择的风速是否合适关系到气力输送系统物料输送的稳定性和经济性能的高低。风速过高，动力消耗过大，动力消耗与风速的三次方成正比；风速过低，对物料输送的适应性小，工作不稳定，容易发生堵塞和掉料。因此，合理选择风速，必须根据理论研究、实验结果以及气力输送装置运行中的经验数据综合选取。应该在保证输送工作的前提下，尽可能地采用低风速。通常对于粒度均匀的物料，其输送速度可以取其悬浮速度的1.5-2倍；对粒度不均匀的物料，取其比按粒度分布比例占最多的颗粒所测定的悬浮速度大一倍；对于粉料，为了避免残留附着于管壁和发生粘结成团的现象，往往须采用比悬浮速度大5-10倍的输送风速。三、气力输送系统的主要参数

三、气力输送系统的主要参数

3.输送风速表6-2输送物料粒度系数α物料品种颗粒大小/mmα值粉状0~110~16均质粒状1~1016~20细块状10~2020~22中块状40~8022~25三、气力输送系统的主要参数

3.输送风速根据对物料颗粒运动速度的测定、研究、分析,可以得到以下几点结论:（1）一般情况下,管道内气流的速度越大,则v粒/v气的比值越大;随着气流速度的降低,v粒/v气的值也随之减小。因为气流速度减小,浓度比增大,v粒/v气大致与浓度比成反比;当气流速度足够大时,v粒/v气基本不受浓度比的影响,而是一个定值。（2）比较易输送的颗粒状物料以低浓度输送时,无论气流速度如何变化,v粒/v气大致为定值。（3）对于粉状物料,其输送状态随输送气流的变化更为显著。气流速度足够大时,粒子呈悬浮状态输送,v粒/v气≈1;气流速度减小时,v粒/v气不规则的变小,其输送状态呈疏密流或停滞流。四、气力输送系统输料管压损的理论计算气力输送管网的布置方向一般是三种形式：水平管、垂直管和弯管。在不同形式的输料管中，固、气两相流的运动特征不一样，水平管、垂直管和弯管中的运动特征也不一样，根据理论分析得出相应的压损的计算公式，是我们设计气力输送风网的基础。

1.物料在管道中的运动过程物料在输料管中的运动过程归纳为：空气和物料混合，由接料器进入输料管，两者的初速度很小，（物料的初速度按零处理），经过加速段后，气流和物料分别达到最大速度。（风机的压力能转化为物料的动能）。其后物料不再加速而以某一速度在水平管作稳定运动，称为等速段，物料通过由水平转铅垂向上的弯管而减速，在垂直管中物料又得到气流进一步加速后趋于稳定，又由垂直转向水平的弯管时，物料又重新减速，水平段再加速趋于稳定。经卸料器卸料，气力输送完成。四、气力输送系统输料管压损的理论计算物料在输料管中的整个运动过程有三种不同运动阶段。（1）加速段：物料初入管道时的加速段和经系统管件（如弯管、三通等）减速后再加速的加速段。（2）等速段：物料径加速到一定速度后的稳定段。（3）物料径弯管而减速的减速段。

2.物料和气体在管道中的理论压损固气两相流中，气流与物料所消耗的各种能量都是由气流的压力能量来补偿的，气流的压力能损失简称为压损。气力输送风网正常工作的基本条件是：风机提供的压力能平衡于物料输送产生的总压损。四、气力输送系统输料管压损的理论计算物料和气流在加速段、等速段、减速段产生的理论压损原理、大小均不一样，但他们的压损之和为气力输送的总压损，是设计气力输送风网的依据。为了便于推导理论压损的计算公式，作如下规定：

1、将两相流中的物料颗粒当做一种特殊的流体，服从于流体管道的阻力计算的达西公式。即H损=Lλρv2/2d.2、气力输送是两相流，两相流的压损是由气流各项压损与颗粒群体运动附加的各项压力损失两部分组成。

3、在确定气流压力损失时，忽略物料所占的断面和容积，而按单相气流的压力损失来计算。（物料所占的容积很小，可以忽略；物料运动所产生的阻力很大，单独计算，不能忽略）。

4、两相流的压损：加速压损，摩擦压损，悬浮压损，局部压损四、气力输送系统输料管压损的理论计算

四、气力输送系统输料管压损的理论计算

四、气力输送系统输料管压损的理论计算

四、气力输送系统输料管压损的理论计算

弯头（90°）的布置形式垂直向下转水平1.0垂直向上转水平1.6水平转向水平1.5水平转向垂直向上2.2水平转向垂直向上（粉料）0.7任务四气力输送系统的压损计算一、低真空气力吸运系统的压损计算气力输送系统压损（阻力）计算的目的，就是通过系统合理的阻力计算过程，选择出输料管中合适的输送风速；确定出输料管的管径；选出卸料器、除尘器、风机；保证多管气力吸运系统的每根输料管阻力平衡；以及辅助构件尺寸的确定等。

低真空气力吸运系统压损计算的特点是将低真空气力输送系统中的空气按不可压缩空气计算。粮食加工厂的负压气力输送多属于低真空气力输送。一、低真空气力吸运系统的压损计算如图，整个气力输送系统中的压力损失H，可以归纳为由两部分组成：一为空气携带物料进行输送的压力损失H物，另一部分为空气卸掉物料后进行输送和净化的压力损失H辅即：

H=H物+H辅（一）输送物料部分压损H物的计算

输送物料的压力损失H物，包括从空气和物料进入输送系统到卸料器为止的所有压力损失。即为空气自接料器吸入，携带物料经按料器、输料管、弯头直至卸料器为止的全部压力损失，它将由下列各项压力损失所组成：

H物=H机+H接+H加+H摩+H弯+H复+H升+H卸一、低真空气力吸运系统的压损计算

接料器形式阻力系数接料器形式阻力系数吸嘴1.5-1.8补气式0.7卧式、立式、三通式0.5双层补气式0.7诱导式0.7弯头式、回风式1.0各种接料器的阻力系数一、低真空气力吸运系统的压损计算

3.加速物料压损（H加）

物料通过供料器进入输料管起始段时，具有较低的初速度，物料被气流加速到正常输送速度的压损即加速物料压损。H加=iG算（mmH2O）G算——物料的计算输送量；i——加速每吨物料的压损，（mmH2O/t）按照下表中的公式计算或者查附录十二。i的计算公式式中D-输料管径，mm；Va-输送风速，m/s;谷粗是指输送原粮颗粒，如小麦、稻谷、糙米、白米等性质相近的硬物料细是指如面粉，3皮、4皮、2心等性质相近的细软物料i谷粗=32340va/D2i细=34986va/D2一、低真空气力吸运系统的压损计算

一、低真空气力吸运系统的压损计算

一、低真空气力吸运系统的压损计算当物料通过弯头，其运动方向是垂直向上转水平时，恢复压损H复为：H复=CδH加（Pa）

式中：C——弯头后水平管长度系数；δ——输送量系数。

表6-4

弯头后水平管长度系数C值

表6-5输送量系数δ值

当物料通过弯头，其运动方向是水平转向垂直向上时，恢复压损H复为：H复=2δH加（Pa）弯头后水平管长度/m12345C0.711.251.41.5输送量/（t/h）0.5以下1.0以下2.0以下3.0以下5.0以下5.0以上δ0.50.350.250.150.10.07一、低真空气力吸运系统的压损计算

一、低真空气力吸运系统的压损计算（二）尾气净化部分压损的计算

物料和空气的混合物经过卸料器的分离之后，物料从气流中分离出来，由于卸料器的分离效率不是100%，所以卸过物料之后的空气仍含有一定浓度的微细粒径物料或粉尘。通常把气力输送装置中卸过物料之后的这部分官网称为尾气净化部分。

尾气净化部分一般由汇集风管、通风连接管道和除尘器等三部分构成，所以，尾气净化部分的总压损为：H辅=H汇+H管+H除

式中：H汇——汇集风管的压损，按照汇集风管的内容进行阻力计算；

H管——连接管道的压损，按照除尘风管阻力的方法计算；

H除——除尘器的压损，根据选择的除尘器确定其压损。

一、低真空气力吸运系统的压损计算（1）按照除尘风网阻力计算的方法计算辅助部分的压损，一般按照除尘风网阻力计算的方法进行。

首先，根据气力输送管道的风量计算辅助部分的风量；

其次，根据尾气中粉尘的性质等因素选择合适的风速；

第三，根据风量、风速确定辅助部分的管道直径；

第四，根据风量、风速、管道直径计算尾气净化部分的压损（即辅助部分压损）

（2）估算

在气力输送装置中，汇集风管和连接管道的压损占系统总压损的比例很低，也可估算。估算时，管道部分的总阻力可以近似的取300~500Pa。一、低真空气力吸运系统的压损计算（三）低真空气力吸运系统的阻力平衡

由多跟输料管组成的气力吸运系统中，各输料管道处于并联状况，所以各输料管道必须进行阻力平衡。

在阻力平衡计算时，应尽量使每根输料管的输送物料部分压损相等。一般相邻两根输料管的输送物料压损的不平衡率不超过5%，可认为两输料管已处于阻力平衡。

在进行多跟输料管组成的气力吸运系统中输料