气流输送系统的设计论文.doc

气流输送系统的设计 绪论 1.1气流输送概况 气流输送是利用气流作为载体，在管道中输送粉、粒状固体物料。空气(或惰性气体)的流动由输送管两端的压力差来实现，直接给输送管内的物料颗粒提供移动所需要的能量。 气流输送系统要有气源。供料装置、输送管道以及从输送空气中分离出被输送物料的分离设备等部件的合理选择和布置，可使工厂的布局和操作更为灵活。物料的流动速度可以控制和记录，因而可以设计全自动控制的气力输送系统。 气流输送技术在工业上应用始于19世纪上半叶。第一次实际使用的气力输送系统是真空系统，用于输送木屑和谷物。20世纪初则更多地使用正压系统，输送速度比较高，被输送的颗粒物料悬浮于气体中，称为稀相输送。有记载的是H．Gasterstadt于1924年公开发表的论文。他提出了描述空气流动及气一固混合物在输送管中流动压降的理论规律。他的主要研究对象是颗粒体及谷物(如小麦)。至今，当用于这类特性的物料时，他提出的经验公式仍是正确的。 现在许多诸如制药、食品、塑料、水泥、化工、建材、采矿等工业部门，已普遍采用气力输送技术来输送不同的颗粒物料，一般用于物料的贮存、运输、供料及计量等工序。尽管这样，但至今这种输送方法仍没有形成一门完善的技术，其理论研究大大落后于实际应用。许多气力输送理论只能应用于少数有选择的物料，例如某些物料仅适用于稀相单管输送和脉冲单管输送。稀相气力输送装置的理论计算是将气一固两相流过程看成是气一固两相流态化过程来进行的。我国学者秦雯光、李洪钟对物料颗粒在垂直管和水平管中的流动做了较深入的研究。国外学者Zenz、狩野武等也做过大量的研究工作，并对一些物料的最佳料气比、管道压损和空气耗量等进行计算。计算结果将直接关系到气力输送装置的性能、投资、生产费用及风机等附属设备的选用。总之对于稀相输送，已经有了较为全面的、能用于实际工程的理论计算公式。当然，由于物料特性参数的不同，选择合适的计算公式是设计的关键。 对于密相动压、密相静压输送(脉冲输送)，经过实验已认识到输送功率与空气速度的平方成正比，输送物料和输送管道的摩擦损失与输送速度的2～3次方成正比。所以，对于这类气力输送装置，降低气流速度、提高料气比是提高其输送效率的关键。 这类气力输送装置的压降计算公式也很多，但大多是计算水平管或垂直管压损的经验公式和经验数据，而且使用范围也有一定的限制。 对于双管(内旁通管或外旁通管)间歇式压送，由于其输送的不连续性和在输送中随机补气等非稳态特性，至今尚未见有任何理论报道，但由于其一系列的优点，这项技术得到了迅速的发展。对它的设计大多以实际经验和经验公式或曲线为基础来进行。通常，生产厂家在设计适合于某种新物料的气力输送系统前，要在中试装置进行输送试验，用户只能从在气力输送的研究、调试中积累了丰富经验的著名厂家所推荐的系统中进行选择。 1.2气流输送系统的分类 物料在输送管道中的流动状态实际很复杂，主要随气流速度、气流中的物料量和物料本身特性等的不同而变化。通常，根据输送管道中气流速度的大小及物料量的多少，物料在输送管道中的流动状态可分为两大类：一类为悬浮流，物料颗粒依靠高速气流的动压而被推动；另一类为栓流，物料颗粒依靠气流的动压或静压而被推动。除此之外，气力输送系统的分类方法还有：按在输送管道中形成气流的方法，可分为吸送式和压送式；按输送压力的高低，可分为高压式和低压式；按发送装置的不同，可分为机械式和仓压式；按输送管的配置形式，可分为单管输送和双管输送，双管输送又分为内旁通管式和外旁通管式；按气源提供方式的不同，可分为连续供气和脉冲供气。 目前常将气力输送系统分为以下四种。 1、压力式气力输送系统 这种系统包括普通的吸送式、压送式和吸送、压送组合式三种。物料在负压或正压状况下的空气流中被输送。 2、机械式气力输送系统 这种系统是在输送管线的进口，通过特殊设计的旋转供料器或像涡轮、螺旋一样的供料器，将空气和物料混合后送人混合室与空气喷嘴喷出的气流接触而被输送。这种系统要求的空气压力较高，产生密集的料流。 3、高压式气力输送系统 这种系统中，物料加入发送装置的高压仓中，进入此仓的高压空气引起物料流动并将物料送人输送管输送，称为密相输送。工作压力越高，物料就能在更高的浓度与更长的距离下被输送。 4、脉冲式气力输送系统 这种系统要求连续补充脉冲空气进人输送管中，以确保被输送物料流态化，并沿整个输送线路流动。 此外，根据颗粒在输送管道中的密集程度，气流输送分为：①稀相输送。固体含量低于100kg/m3或固气比（固体输送量与相应气体用量的质量流率比）为0.1~25的输送过程，操作气速较高（约18～30m／s）。②密相输送。固体含量高于100kg/m