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气力输送的基本原理
作者:无锡排油烟罩-无锡玉桥通风  来源:本站  发表时间:2011-4-25 23:59:17  点击:2708


 

一、沉降速与悬浮速度

散粒物料在气流中运动时,沉降速度和悬浮速度是它的最基本性质。

当直径为d的球形物体从静止状态在空气中自由下落时,由于受到重力的作用,下落速度将愈来愈快,同时,物体受空气的阻力亦逐渐增大。当物体的自重G以及物体在空气中受到的浮力P和阻力R,按下列关系达到平衡时,即;

G-P=R

则物体将因惯性作用而以等速γ沉向下沉降,这一速度就叫做沉降速度。

在上式中:()

R=CS=C

式中:γ物、γ气--物体和空气的比重

g--重力加速度

S--物体在运动方向的投影面积,亦叫迎风面积

C--物体以沉降速度运动时的阻力系数

物体的沉降速度为:

γ沉=

设沉降速度为ν沉的物体,放在垂直向上的速度为ν的均匀气流中,则物体运动的绝对速度ν物将为:

γ物=γ-γ沉

此时,如果ν=ν沉,则物体的绝对速度ν物=0,即物体在气流中停在原处,既不上升,也不下降。通常将这时的气流速度称为物体的悬浮速度ν悬。物体的悬浮速度在数值上与沉降速度相等,即ν悬=ν沉。由此可见,当物体处在大于其悬浮速度的气流中时,则物体将被气流带动。

在垂直管道中,气流动力同物料重力处在同一直线上。要使物料能与气流同向运动,则气流的速度必须大于物料的悬浮速度。所以,悬浮速度是实现气力输送时确定气流速度的依据。但是,物料在管道中的运动十分复杂,受着多方面因素的影响;同时,被输送物料的形状通常是极不规则的,所以,各种【无锡排油烟罩】物料的实际悬浮速度需要通过实验来确定。

在水平管道内,由于气流的动力方向同物料颗粒的重力方向垂直,因而共悬浮和运动状态更为复杂。在选择气流速.度时,通常仍以垂直管道内的悬浮速度为依据。部分谷类物料的悬浮速度见表

表部分谷类物料悬浮速度参考值

名称v悬(米/秒)名称v悬(米/秒)名称v悬(米/秒)

小麦9~11糙米9~12油菜仔8

面粉2~3大糠(谷壳)2~3.5大豆9~11

麸皮1~3米糠1~2大麦9~11

一皮物料6~7稗子4~7高梁9.8~11.8

大麦心4.3~5并肩石11荞麦7.5~8.7

中麦心4~4.5玉米10~14燕麦8~9

细麦心2~4花生11~15豌豆15~17.5

稻谷8~10棉籽9~10

在实际的气力输送管道中,由于物料相互之间和同管壁之间的摩擦、碰撞以及管道内气流的不均匀等多种原因,实际所需的气流速度远比物料的悬浮速度为大。

二、管流中物料颗粒的运动状态

(一)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,管道内的气流速度又是不均匀的,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)物料颗粒在水平管道中的运动状态

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。

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1.垂直方向上的分速度产生的作用力(图1)。

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。(图2)。

3.物料颗粒周围的环流与管内气流共同作用形成的升力(图3)。贴近管底的物料,在气流的推动下向前滚动,由于流体具有粘性,颗粒周围的空气便被带动,形成环流。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(图4)。

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(图5)。

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。

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。

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。

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【无锡烤鸭炉】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。

 

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