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第3章 罐式汽车结构与设计 (1)总容积V 总容积为罐体壳(单壳)所包容的体积。现以双锥内倾卧式罐体为例，总容积为圆柱筒体容积、直角斜锥简体容积和封头容积之和，即： 第3章 罐式汽车结构与设计 第3章 罐式汽车结构与设计 第3章 罐式汽车结构与设计 椭圆形封头由半个椭圆体壳和一段短圆柱简体组成。两端封头容积相等。则： * 第3章 罐式汽车结构与设计 第3章 罐式汽车结构与设计 3.2.2 气卸散装粉罐汽车总体结构与设计 1．典型总体结构 粉罐汽车的总体型式分为单车型(见图54)和列车型(见图53)两大类。 列车型包括半挂型和全挂型两种。 第3章 罐式汽车结构与设计 半挂型除牵引车和半挂车外，罐体及其它专用装置与单车型总体结构基本相同。罐体可以是立式罐，也可以是卧式罐，通常带有气源。 全挂型的全挂车底盘上的罐体及其它专用装置与单车型总体结构也基本相似，但不带气源系统，通过罐体上设置的外接气源接头，在到达目的地后，外接地面气源卸料。 第3章 罐式汽车结构与设计 第3章 罐式汽车结构与设计 第3章 罐式汽车结构与设计 2．专业性能和主要参数的确定 （1）卸料速度和剩余率 粉罐汽车的主要专业性能指标是指平均卸料速度和剩余率。 粉罐汽车卸料时，所卸下的粉料质量与卸料时间的比值称为平均卸料速度。卸料作业完毕后，罐内剩余粉料的质量与粉罐汽车额定装载质量的比值称为剩余率。 这两个参数反映了粉罐汽车卸料作业的效率和经济性，也是评价粉罐汽车设计水平的重要指标。 第3章 罐式汽车结构与设计 为了正确地评价和比较平均卸料速度和剩余率， 一般在如图3～60所示状态下，规定: 卸料水平距离5 m; 卸料垂直高度15 m; 卸料管内径100 mm; 压缩气体流量4～8 m3／min， 压力196kPa； 上述条件下进行测量。这种状态叫做标准状态。 第3章 罐式汽车结构与设计 平均卸料速度；由下式计算： 第3章 罐式汽车结构与设计 卸料时间是指打开卸料阀卸料开始至卸料完毕关闭卸料阀为止的一段时间。 一般在罐内压力上升到额定工作压力Pe时打开卸料阀，到卸料接近结束，罐内压力下降到0．1 Pe 时关闭卸料阀。 平均卸料速度一般值参见表3—5。 第3章 罐式汽车结构与设计 第3章 罐式汽车结构与设计 平均卸料速度与粉罐汽车的结构，压缩空气压力和流量等因素有关，由卸料管内固气二相流的浓度和速度决定。 固气二相流的浓度亦称混合比，有质量浓度和体积浓度之分，质量浓度是指单位时间内通过输送管道有效截面的粉料质量与气体质量之比，即： 第3章 罐式汽车结构与设计 第3章 罐式汽车结构与设计 （2）工作压力 粉罐汽车气力卸料时压缩空气应有一定的工作压力，用来满足粉粒体和气体流动需要的压力降和流态化过程产生的压力损失， 这些压力损失包括： 气流在管道沿程或局部的压力损失; 气流透过流态化装置的压力损失; 粉粒体的透气压力损失; 固气两相流的加速压力损失; 摩擦压力损失，悬浮压力损失等。 第3章 罐式汽车结构与设计 若工作压力过小，平均卸料速度降低，易产生堵塞。 工作压力过高又会造成能源浪费，罐体壁厚增加，空压机、管道、阀门等的质量也要增加。通常工作压力只需略大于卸料过程中各种压力损失之和即可。 一般粉罐汽车的额定工作压力为196 kPa，只有当长距离、高浓度输送时才采用大于196 kPa的卸料工作压力。 第3章 罐式汽车结构与设计 （3）压缩空气流量 压缩空气流量应满足三方面的要求： 一是能实现粉料流态化; 二是管道输送顺利; 三是平均卸料速度合乎要求。 1)压缩空气流量与粉料流态化的关系 如前所述，透过气体分布板的气流速度应满足下式粉料才会产生流态化，亦即压缩空气流量必须符合下式要求。 第3章 罐式汽车结构与设计 第3章 罐式汽车结构与设计 2)压缩空气流量与管道输送要求 对于管道气力输送，一般认为，只要输送气流速度大于粉粒体的悬浮速度Vt 时，粉料就能顺利输送。 但在粉罐汽车卸料的实际条件下， 一方面由于粉粒体与罐壁之间以及粉粒体之间的碰撞、摩擦和粘附作用； 另一方面由于输料管中气流速度分布不均匀，所以粉罐汽车要实现稳定气力输送，管内气流速度要比粉粒体的悬浮速度大几倍，甚至几十倍。 第3章 罐式汽车结构与设计 粉罐汽车卸料时，可采用水平输送或垂直输送。 在水平输送中，粉粒体将要沉积下来不再参与悬浮输送的极限状态时的气流速度，称为沉积速度，用Vs表示。实践表明，当管内气流速度Vm≥(1．1～1．3) Vs，就不会产生粉粒体沉积堵塞，称这个Vm为水平输送安全气速。 在垂直输送中