各种输送方式及计算公式市公开课一等奖省赛课获奖课件

农产品加工机械与设备输送机械与设备－换热设备清理与分级机械－真空浓缩设备分离机械－干燥设备尺寸减小机械－食品包装机械混合与均质机械－冷冻机械与设备食品成型机械第1页第一章物料输送机械与设备第一节固体物料输送设备:带式输送机，螺旋输送机，振动式输送机，刮板输送机，斗式提升机，气力输送装置。第二节液体物料输送设备:离心泵，齿轮泵，螺杆泵。第2页一、带式输送机输送物料：粉粒体、块状、成形物、麻袋等功效：水平输送、倾斜输送形式：固定式、移动式特点：输送量大，动力消耗少，运转连续，工作平稳，

输送距离大。（一）带式输送机结构：组成：输送带、滚筒、料斗、支辊、卸料装置、驱动装置NCP02第3页第4页（一）带式输送机结构：橡胶输送带：1.型式：轻型、普通型、强力型、井港型、耐热型轻型：主要用于农产品、粉末、包装物品普通型：主要用于小块矿石、煤块、砂砾、焦炭2.标识：宽度mm×层数×(工作面胶厚＋非工作面胶厚)mm×长度m比如：800×8×（6＋3）×1003.滚筒直径：依据橡胶带层数确实定如：400mm（3层）、500mm（4层）、800mm（6层）第5页5.层数确实定：6.胶带张力Smax

Smax=Sa+Sb(1)水平安装胶带张力Sa(2)倾斜安装时，带自重附加张力Sb一、带式输送机结构：第6页带式输送机结构：４、滚筒：功效：驱动、张紧、改向５、支承装置：功效：承托运输带及物料重量型式：单辊式、多辊式第7页一、带式输送机结构：６、卸料装置：型式：犁式、抛卸７、张紧装置：功效：调整输送带松紧程度型式：螺旋式－－利用螺杆拉(压)力重锤式－－利用悬垂重物重力第8页（二）

生产率和功率消耗：1生产率：Q＝3600FVρ（吨/小时〕2功率消耗：N＝QL/1.36K＋QH/367（千瓦〕

Q、L与K关系如表1－1所表示。第9页二、螺旋输送机又称绞龙，有输送、搅拌、混合作用功效：水平输送、倾斜输送、垂直输送特点：结构紧凑，卸料简单，密封性好，动力消耗大，对物料破碎作用大，对过载敏感，输送距离短。（一）水平螺旋输送机１、结构由轴、叶片、机壳、端轴承、中间轴承和端板等组成。螺旋：左旋、右旋、单头、双头、三头叶片：实体、带式、浆型轴承：端轴承、中间轴承机壳：槽身、端板、盖板、进出料口第10页螺旋输送机结构第11页螺旋叶片形状第12页２、工作原理

o点牵连速度Vo,相对速度AB，绝对速度Vf第13页第14页３、螺旋输送机生产率和功率消耗：

（1）生产率：（2）输送功耗：水平输送或倾角在20～45º之间

（3）输送倾角在45～90º之间时：N2＝（2～3〕N1第15页（二）垂直螺旋输送机第16页工作原理

2、垂直输送物料所受力1）重力mg铅垂向下2）离心力mrω2径向3）切向摩擦力fmrω2水平4）斜面摩擦力F沿着斜面5）斜面反力N垂直于斜面mg分解成F方向mgsinα

N方向mgcosαfmrω2分解成R方向fmrω2cosαN方向fmrω2

sinα第17页工作原理

斜面摩擦力F＝f（mgcosα＋fmrω2

sinα)物料上移临界条件：R＝F＋mgsinα即：fmrω2

cosα＝f（mgcosα＋fmrω2

sinα)＋mgsinα代入ω＝πn/30求解得：第18页（三）弹簧输送机弹簧输送机含有结构简单、体积小、重量轻、灵活性大、能耗低等优点。其结构型式有三种：水平硬管式，垂直硬管式（图l－11）及弯曲软管式。弹簧输送机输送管内径普通为40～100mm，生产率普通为l～16t／h水平输送距离可达15～20m。因为弹簧输送机形式各种多样，对颗粒状及粉状物料普通都能适用，占地面积小，能密闭，不但能输送物料，还有定量供料和混合作用、通用性较强。不过，这种输送机对粘性大或水分高物料适应性较差，对大颗粒或表面很光滑物料也不宜采取。弹簧输送机水平进料时，可采取料斗料管进料及插入料堆进料两种。垂直型提升进料形式，则因物料性质不一样其进料结构也不一样，多采取锥形螺旋喂料叶片。弹簧合理转速为1000～1200r／min。第19页三、振动式输送机（－）结构振动式输送机俗称振槽，主要由槽，摇臂，曲柄连杆机构及驱动装置组成（或用振动电机或用电磁振动器），其结构如图l－12所表示。输送机槽是一个长方形浅盘，槽宽为400～800mm，槽长普通为8～10m，槽边高度为50～200mm，视生产率大小而定。弹性摇臂倾斜安装，其与铅垂线夹角为a，间距约lm。曲柄半径为15～30mm，槽振动频率为250～400r／min。因为曲柄半径远小于摇臂长度，故糟运动可近似地看作是往复直线运动，其方向与水平成α角（图1－13），α＝16°～20°。第20页（二）生产率和功率消耗1．生产率振动式输送机生产率可用下式计算：Q＝3600bhvρ（t／h）式中b—振槽宽度（m）；h—物料层厚度（m)；ρ―物料密度（t／m３）；v——物料在槽面上移动速度（m／s）。v可由下式求出：v＝0.21rnftgα(m／s）式中r－－曲柄半径（m）；n——曲柄转速即振动频率（r／min）；f——物料对槽摩擦系数；α――摇臂与垂线间夹角。2．功率消耗振动式输送机所需功率为消耗于使输送机产生振动及物料运动功率之和，即式中G——输送机振动部分质量（t）；n——输送机振动频率（r／min）；r—曲柄半径（m)；Q——物料输送量（t／h）；L－输送机长度（m）；μ——阻力系数。第21页四、刮板输送机有普通刮板输送机（简称刮板输送机）和埋刮板输送机之分。（一）普通刮板输送机：组成：牵引构件、刮板、料槽、带轮功效：可水平、倾斜、水平倾斜组合输送型式：固定式、移动式特点：结构简单，装卸料方便，机件易磨损，动力消耗大，不易输送较湿物料第22页第三节刮板输送机第23页普通刮板输送机：（１）结构：牵引构件、刮板、料槽等。（２）机构参数：卸料长度（米〕（倾斜安装）(３）生产率和功率消耗：生产率：Q＝3600bhvρηc(吨/时)功耗：N=Q(LK＋H)/367η（千瓦〕第24页(二)埋刮板输送机第25页埋刮板输送机刮板及链条埋入物料中（料层厚为刮板高4～12倍）功效：可水平、倾斜、垂直、组合输送特点：结构简单，密封性好，装卸方便，工艺布置灵活，输送量大，适应性强，动力消耗大（1）工作原理及结构：由封闭外壳、刮板、链条、驱动链轮、张紧轮及进出料口组成，依靠物料间内摩擦力进行输送。刮板形式：T、U1、U2、O1、O2

型.（2）生产率和功消耗：生产率：Q＝3600bHVρη功消耗：N＝KTV/ηM（千瓦〕第26页五、斗式提升机第27页斗式提升机功效：垂直提升粉粒体、小块状物料特点：提升高度大，占地面积小，密封好（一）结构组成：由牵引带、料斗、张紧装置、机壳及装卸装置组成料斗：有底、无底牵引带：平皮带、链条第28页二、卸料方式：重力式、离心式和混合式第29页（三）生产率和功率消耗：生产率：Q＝3600iV斗φρ/a（吨/时〕功耗：N＝QH/367η（千瓦〕第30页顶罩轮廓尺寸料斗将物料向上抛起最大高度H:物料轨迹包络线最高点d坐标包络线与水平轴线交点e坐标出料口下边到轮子水平轴线距离第31页六、气力输送装置第32页六、气力输送装置输送原理：利用气流能量，使粉体物料沿管道移动。一、气力输送特点和分类：1、优点：结构简单，工艺布置灵活，输送距离大，密封性好，适应性广，自动化程度高，生产率高。2、缺点：动力消耗大，磨损严重，不宜输送湿物料，系统噪音大。3、分类：吸送式：用风机吸入口负压，将物料吸入管道输送方式压送式：用风机输出高压气流，将喂入物料吹送输送方式混合式：吸送和压送组合输送方式第33页（一）气力输送分类第34页气力输送主要参量（1）沉降速度和悬浮速度：沉降速度Vf：粒子在静止流体中自由下落，最终到达匀速沉降时粒子速度称为沉降速度。即作用于粒子重力、浮力、阻力之和为零时速度。

悬浮速度Vα：粒子在匀速气流中保持静止或悬浮状态时气流速度称为该粒子悬浮速度。Vα＝Vf。第35页输送物料悬浮速度第36页（二）输送量、气流速度、输送浓度比：输送量：单位时间内输送物料重量输送气流速度：兼顾输送可靠性及工作经济性所选气流速度，如表1－12。悬浮速度1.5－3倍。输送浓度比：单位时间内输送物料重量Gs与所需空气量Ga之比。与物料性质、输送方式、条件、距离和管道直径等原因相关。第37页第38页（二）气力输送系统组成：由供料器、输送管道及管件、卸料器、除尘器、风机等组成。1、供料器：气力输送系统中供给或排放物料装置，同时要闭风。第39页1、气力输送供料器（1〕料封压力门：靠堆积一定物料高度完成自动卸料和闭风第40页1、送供料器（2）双层排料阀式供料器：简称双层供料管，将料封压力门重合结构，图d（3）旋转式供料器：靠叶轮在机壳内旋转排料和闭风，图b第41页旋转式供料器输送量：

G＝60nфvρ（千克/时〕（4）螺旋式供料器：结构原理同螺旋输送器供料量：G＝15π(D²－d²）Snфρ（千克/时〕（5）吸嘴：有单筒吸嘴和双筒吸嘴（6）三通式接料器：有水平三通式、直立式三通式（7）诱导式接料器：使用于低压系统，料气混合好，阻力小第42页第43页气力输送系统组成2、输送管道及管件：用于提升物料和组成网络。第44页三、气力输送系统组成3、卸料器：用于分离空气和物料（1）重力式卸料器：有三角箱、容积式等三角箱卸料器：其特点是结构简单，分离效果好，体积大，适合分离不易破碎物料。第45页气力输送系统组成容积式卸料器：经过料器容积突变，而使物料受重力作用从两相流中沉降分离出来。结构简单，性能稳定，不宜粉状物料。第46页气力输送系统组成（2）惯性卸料器：又叫大弯头卸料器，借助惯性力使物料分离，设备高度小，跨度大，有利于设备之间连接，适合用于粒状物料。第47页气力输送系统组成（3）离心式卸料器：又称旋风分离器，利用两相流旋转时离心力作用使料气分离。第48页旋风分离器4、除尘器：（1）离心式除尘器：提升除尘路径：选择适当进口风速，惯用12～20m/s；增加气流旋转圈数（增加筒体高度）；缩小筒体直径和出风管直径。第49页袋式除尘器（2）袋式除尘器：有压气式布袋除尘器,吸气式布袋除尘器第50页吸气式布袋除尘器第51页5．风机作为气力输送系统气源风机是系统最主要设备，系统工作效率、容量、经济指标等在根大程度上都取决于风机正确选择与操作管理。分类：依据结构分轴流风机、离心式风机。依据排气压力分高压（3～15kPa）、中压（1～3kPa）、低压（小于lkPa）主要性能参数：流量、压力、转速、功率、效率。通风机性能曲线是在风机试验标准所要求条件下测得风机压力、功率、效率与流量之间关系曲线（图l－30）。

可知，普通情况下网路阻力HH＝RQ2

式中R一网路阻力系数；Q一网路气流流量。第52页风机调整就是利用网路和风机性能曲线来改变风机流量，以满足实际工作需要。详细有以下几个方法：（l）改变风机转速因风量与转速成正比。这种调整方法虽无附加压力损失，但需要有一变速装置，另外，电动机功率与转速成三次方改变关系，所以增大转速，在经济上不一定可取，只宜在调整范围不大，情况下采取。（2）用节流装置（闸门或孔板等）调整风量在风机出口端节流只改变网路性能曲线，而入口端节流可同时改变风机及网路性能曲线。采取节流装置调整时，风机全压除用于克服网路阻力外，还有一部分用于克服节流装置阻力。因为这种调整方法最简单得到普遍应用。（3）调整网路阻力当调整幅度过大时，需换用适当风机。不然风机在非工作区运行，动力消耗过大，很不经济。第53页通风机所需轴功率按下式计算：式中Ｎ－通风机轴功率（ｋＷ）；ｐ－通风机全压；Ｑ－通风机流量（ｍ３／ｓ）；Η－通风机全压效率；电动机所需功率式中Ｋｉ－电动机功率贮备系数，当Ｎ＜０.５ｋＷ时，Ｋｉ＝１.５，当Ｎ＞０.５ｋＷ时，Ｋｉ＝１.１；ηｉ－机械传动效率。第54页（三）气力输送普通设计计算：设计程序1.调查研究：了解物料性状、输送线路、距离等条件。2.确定输送方式和输送能力。3.确定系统中主要部件类型，绘制网路布置示意图。4.确定各输送管道计算输送量和输送浓度比。5.确定各输送管道气流速度，按照各管道内不一样性质物料采取适当气流速度。6.计算各管道输送空气量及系统总空气量。第55页气力输送普通设计计算：7.确定各管道内径，垂直高度，水平长度及弯头数量，弯角，管路结构和路线。8.确定三通，分叉管，聚集管及排风管，风帽等形式，尺寸和数量。9.确定系统压力损失，使各管阻力大致平衡。10.依据系统总风量和总压损确定所需风机型式和容量。11.确定所需电机型号和容量。第56页2．设计计算方法（l）输送量与混合比如已知1天平均输送量Gd,则小时输送量为式中Ｔ－每日工作时数；Ｋａ－物料发送不均匀系数，采取供料器时Ｋｄ＝1.15；Ｋｂ－考虑远景发展系数，Ｋｂ＝1.0～１.25。混合比m系单位时间内输送物料重量与所需空气重量之比。普通选取范围见表1-4，1-5。第57页物料颗粒在输料管中运动速度vs：垂直输料管内

Vs＝va－vt（m／s)垂直加速段颗粒速度vs’可按图l－34查得。图中m1=２gh/vｓ２,h为垂直加速段高度（m),g为重力加速度(m／s2).水平加速段颗粒速度vs可按图l－35查得。图中m２=2gL/vｓ2，L为水平加速段长度（m)。水平输料管内普通ｖs＝（0.70～0.85）ｖa。第58页(3)气力输送压力损失计算因为气力输送过程各种多数间匹配关系较为复杂前尚难提出完整而普遍适用计算方法。这里介绍计算方法对悬浮吸送工况较为靠近，在农产品加工厂气力输送中能够采取。但对压送情况，有较大出入，要依据详细装置一些必要试验，并参考经验值及相关分析资料确定。纯气流在管网中产生压力损失为Δpa＝Δpa1＋Δpa2式中Δpa1――直管沿程阻力损失；Δpa2――管件局部压力损失。第一，直管沿程摩擦压力损失Δpa1：气流在直管道中压力损失，在低真空吸送及压送时可近似作为等容过程计算：第59页第二，管件局部压力损失Δpa2式中ζa——纯气流经过渐缩或渐扩过渡管、三通管、集风管、同等从属管件损失系数。ζa可从相关手册中查得。②气力输送系统管网压力损失ΔPs。气力输送装置中双相流压力损失可分为沿程压力损失ΔPs1、弯管压力损失ΔPs2、局部压力损失ΔPs3、加速压力损失ΔPs4、提升损失ΔPs5和各种分离器、除尘器等压力损失ΔPs6。二相流压力损失为ΔPs＝ΔPs1＋ΔPs2＋ΔPs3＋ΔPs4＋ΔPs5＋ΔPs6。第一，直管沿程压力损失：低真空或低压输送装置式中m――物料混合比；λa――纯气流摩擦阻力系数；λs――二相流摩擦阻力系数。

第60页K1随输送管直径及颗粒直径增大而增大，水平输送管较垂直输送管k1为大，随输送唯速度增大而减小。当物料在输送管道中处于均匀悬浮状态时，K1为常数。K1与混合比m无关。图l－36为输送小麦时与弗鲁特数之间关系。g为重力加速度（m／s2）。对于其它物料，如无试验数据，可按下式概算：式中ρs――物料密度（t/m3）；c――颗粒阻力系数，对形状不规则物料，c＝cdφ；cd――当量圆球粒阻力系数，0.2～0.4；φ――颗粒形状系数（表1－7）。第61页第二,弯管压力损失：式中ζω――二相流弯管阻力系数。ζω＝ζa(1＋mK2)式中ζa――纯气流弯管阻力系数。输送粮食（如小麦等）时，由垂直管向水平管过渡弯管K2值依据气流速度va及管径D可由图l－37查得；由水平管向垂直管过渡弯管K2值可由国l－38查得。第三，局部压力损失：同纯气流局部压力损失。第四，加速压力损失：物料颗粒加速到稳定运动状态压力损失vs――物料在稳定运动状态速度，对于垂直输送料管，vs＝va－vt；对于水平输送管vs＝（0.7～0.85）va，vt为物料悬浮速度。第62页第五，提升压力损失：在垂直输料管中提升物料时，克服重力所产生压力损失式中h――垂直提升高度(m)。当垂直管高度h>10m时，vs’＝va－vt；当h<10m时，则采取vs’，由计算m1值（m1＝2gh/vs2）并由图1－34或图1－35查得vs’/va值代入上式求得ΔPs5。第六，工作部件压力损失：各种接料器、卸料器、除尘器等压力损失ΔPs6，可参考相关手册。第63页第64页第65页第二节泵第66页一、离心泵：实现连续地液体输送。离心泵优点：①传动结构简单，普通采取二极或四极电动机直联。②液体输出量可任意调整。③操作维修清洗轻易。离心泵缺点：①泵安装要求低于液体贮槽出口之处或预先灌水，因为必须确保泵体内及吸液管内充满液体才能正常运行。②操作不妥或设计不善时，易引发泡沫现象。第二节泵第67页第二节泵二、齿轮泵：主要用于输送粘稠液体,有外、内啮合泵，正齿轮泵，斜齿、人字形齿轮泵。齿轮泵采取耐腐蚀材料如尼龙、不锈钢等制成，其结构简单、重量轻、能自吸、工作可靠，应用范围较广。但流量及压力有脉动，且噪声大，所输送液体必须含有润滑性，以免齿轮磨损。

三、螺杆泵：用于高黏度液体及带有固体料液

第68页泵流量：Q＝n×e×D×T×η÷4165（米³/转〕

四滑片泵：用于肉糜输送第69页设计计算方法：

1、各管道风量和管径计算：(1)依据各管道输送量确定各管道计算物料输送量GS：GS＝aG（千克/小时〕(2)依据混合浓度比μs和物料输送量GS计算各管道所需风量Q和管道

直径D风量Q＝GS/μsρ

由Q＝900πD²V

可得管径D＝0.0188(Q/V)1/22、系统总风量计算：Q总＝ε0∑Q1－n3、低压吸送管网压力损失计算：