氣流輸送系統(tǒng)設計

1、氣流輸送系統(tǒng) 1 緒 論1.1 氣流輸送的概況 氣流輸送（又稱氣力輸送），即利用氣流的能量，在密閉管道內(nèi)沿氣流方向輸送顆粒狀物料，是流態(tài)化技術(shù)的一種具體應用。氣流輸送裝置的結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，可作水平的、垂直的或傾斜方向的輸送，在輸送過程中還可同時進行物料的加熱、冷卻、輸送和氣流分級等物理操作或某些化學操作。與機械輸送相比，此法能量消耗較大，顆粒易受破損，設備也易受磨蝕。含水量多、有粘附性或在高速運動時易產(chǎn)生靜電的物料，不宜于進行氣流輸送。當人們從自然風力吹石卷塵和日常生活中見的吮吸現(xiàn)象得到啟示后，就設想到利用氣流在管道中運送物料?；谶@個想法，早在1810年英國Medhurst就提出了利用管

2、道將郵件作氣流輸送的方案。因此，氣流輸送技術(shù)乃始于成件物品的筒式輸送。數(shù)十年后氣流輸送才開始用來卸送谷物，棉花等散狀物料，出現(xiàn)了第一臺浮船式氣流卸船設備以及固定式的吸糧機設備。這些氣流卸船設備問世之后曾經(jīng)在歐洲各國，特別是在當時的糧食輸入大國，如英國，荷蘭，德國等獲得了應用和普及。 氣流輸送具有防塵效果好；便于實現(xiàn)機械化、自動化，可減輕勞動強度，節(jié)省人力；在輸送過程中，可以同時進行多種工藝操作，如混合、粉碎、分選、輸送、冷卻；防止物料受潮、污染或混入雜物等優(yōu)點，因而在鑄造、冶金、化工、建材、糧食加工等部門都得到應用。近年來，氣流輸送技術(shù)在以往低壓氣流輸送和高壓輸送技術(shù)的基礎上進一步開拓應用。例

3、如，將粉料噴吹送入高溫熔化的液態(tài)金屬中；利用港口吸卸谷物的吸糧機原理將氣流輸送技術(shù)用語高溫熔渣的吸出清理；對以往難以輸送物料的輸送技術(shù)；磨損性大的物料的輸送技術(shù)以及塑料成形體中物件的輸送技術(shù)等。 我國從1985年就在港口對氣流輸送技術(shù)進行研究實驗并應用于卸船，其他各行業(yè)也開發(fā)了多種形式氣流輸送裝備在生產(chǎn)上獲得了應用。如建立了風送系統(tǒng)的面粉廠，氣流輸送煙絲，鑄造車間型砂氣流輸送技術(shù)也逐漸發(fā)展起來。 除此之外，我國其他行業(yè)中氣流輸送的發(fā)展也很快，鑄造車間中的型砂，新砂，舊砂，煤粉和粘土粉等造型材料均已實現(xiàn)了氣流輸送，特別是近年來新一代低風速高混合比氣流輸送裝置的開發(fā)和成功應用使我國的氣流輸送技術(shù)水

4、品有很大的提高。 我國早已成立中國機械工程學會物料搬運專業(yè)分會，并設立了管道物料輸送技術(shù)專業(yè)委員會。在各行業(yè)和地方還成立了糧食、鑄造行業(yè)的氣流輸送等專業(yè)學組，這一切均將促進氣流輸送技術(shù)在我國的應用和進一步發(fā)展。 1.2 氣流輸送的分類 根據(jù)顆粒在輸送管道中的密集程度，氣流輸送分為：稀相輸送。固體含量低于100kg/m3或固氣比（固體輸送量與相應氣體用量的質(zhì)量流率比）為0.125的輸送過程，操作氣速較高（約1830ms）。密相輸送。固體含量高于100kg/m3或固氣比大于25的輸送過程。操作氣速較低，用較高的氣壓壓送。間歇充氣罐式密相輸送。是將顆粒分批加入壓力罐，然后通氣吹松，待罐內(nèi)達一定壓力后

5、，打開放料閥，將顆粒物料吹入輸送管中輸送。脈沖式輸送是將一股壓縮空氣通入下罐，將物料吹松；另一股頻率為2040min-1脈沖壓縮空氣流吹入輸料管入口，在管道內(nèi)形成交替排列的小段料柱和小段氣柱，借空氣壓力推動前進。密相輸送的輸送能力大，可壓送較長距離，物料破損和設備磨損較小，能耗也較省。1.3 氣流輸送系統(tǒng)的主要設備和部件 吸送氣流輸送系統(tǒng)一般由受料器(如喉管、吸嘴、發(fā)送器等)、輸送管、風管、分離器(常用的有容積式和旋風式兩種)、鎖氣器(常用的有翻板式和回轉(zhuǎn)式兩種，既可作為喂料器，又可作為卸料器)、除塵器和風機(如離心式風機、羅茨鼓風機、水環(huán)真空泵、空壓機等)等設備和部件組成。受料器的作用是進人

6、物料，造成合適的料氣比，使物料啟動、加速。分離器的作用是將物料與空氣分離，并對物料進行分選。鎖氣器的作用是均勻供料或卸料，同時阻止空氣漏入。風機的作用是為系統(tǒng)提供動力。真空吸送系統(tǒng)常用高壓離心風機或水環(huán)真空泵；而壓送系統(tǒng)則需用羅茨鼓風機或空壓機。1.4 氣流輸送系統(tǒng)的類型和特點 氣流輸送系統(tǒng)根據(jù)工作壓力不同，可以分為吸送式和壓送式兩大類。吸送式根據(jù)系統(tǒng)的真空度，可分為低真空(真空度小于98kPa)和高真空(真空度為4060kPa)兩種。壓送式根據(jù)系統(tǒng)作用壓力，可分為高壓壓力為(17)×105Pa和低壓(壓力在05×105Pa以下)兩種。此外還有在系統(tǒng)中既有吸送又有壓送的混合

7、系統(tǒng)、封閉循環(huán)系統(tǒng)(空氣作閉路循環(huán)，物料可全部回收)和脈沖負壓氣流輸送系統(tǒng)。由于氣流輸送系統(tǒng)的類型相當多，所以在設計時選用哪種方式是十分重要的，它關(guān)系到功能的實現(xiàn)和生產(chǎn)的安全等等。擇定氣流輸送方式的一般程序步驟如下圖：設計參數(shù) 輸送物料特性負壓氣流輸送是否最優(yōu)？負壓氣流輸送是否可能？對其他輸送方式的探討分析裝置基本組成裝置草圖各種氣流輸送方式比較是否是確切的氣流輸送方式確定的氣流輸送方式細部設計 圖1.1 擇定氣流輸送的流程示意圖 1.5 負壓氣流輸送的發(fā)展概況 負壓氣流輸送就是通過降低輸送室的壓力以降低濕分的沸點，達到在低溫下輸送的目的。工業(yè)輸送器按其加熱方式可分為傳導式和對流式兩大類?；仡?/p>

8、工業(yè)輸送器的發(fā)展，又可分為幾個階段，五十年代以前，主要是以傳導式（例如箱式烘箱、真空輸送箱）為主。從手工裝卸料發(fā)展到半機械化、機械化和連續(xù)式輸送。五十年代以后，輸送技術(shù)的開發(fā)為滿足工業(yè)輸送的處理量大、高效、連續(xù)化、自動化的要求，重點進行了對流式輸送器的研究和開發(fā)。到七十年代初，對流式輸送器已取代傳導式輸送器的主導地位。但隨著工業(yè)的發(fā)展，在節(jié)能、環(huán)保、潔凈等方面，對輸送器提出新的要求，而這些又是對流式輸送器一時難以解決的要求，因而傳導式又得到新的發(fā)展。從七十年代到八十年代初，各種新型的傳導式輸送器（例如多層帶式負壓氣流輸送器、雙錐回轉(zhuǎn)輸送器、葉片式、振動式輸送器等）取代對流式輸送器逐漸增多。當然

9、為適應對節(jié)能、環(huán)保、潔凈的要求，對流式也在設法加以改進，例如將傳導式加熱面與流化輸送器結(jié)合起來等等。負壓氣流輸送器屬于傳導式輸送，即將冷凝器、真空泵與傳導式輸送器配套，形成負壓氣流輸送裝置。由于負壓氣流輸送具有輸送溫度低、輸送速率大、節(jié)能、設備密閉防污染等特點，因而傳導式輸送器大部分可設計成負壓氣流輸送裝置。負壓氣流輸送在生物制品、藥品、飲品以及熱敏性物料、氧敏性物料、溶劑回收待輸送中起到獨特作用。 負壓氣流輸送器的分類隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，大多數(shù)采用密閉和接近密閉型的常壓輸送設備都被設計成負壓氣流輸送設備。種類繁多，結(jié)構(gòu)各異。其分類方法也不相同。按操作方式分，則可分為間歇式和連續(xù)式；按輸送

10、過程中物料的狀態(tài)分，則可分為靜止型、翻動型、攪動型和振動型；按輸送機理分，可分為蒸發(fā)型和升華型。由于負壓氣流輸送設備能用較低的溫度得到較高的輸送速率，能在低溫下輸送熱敏性物料，也可以輸送氧敏性物料?；蛴腥紵ｋU的物料，適用于輸送含有溶劑或有毒氣體的物料。溶劑回收容易，能將物料輸送成很低的水分，并可用于低含水率物料的進一步輸送，使負壓氣流輸送技術(shù)得到很大發(fā)展。因而成為目前輸送設備中主要類型之一。1.6 選本課題的依據(jù)和意義近年來，隨著生產(chǎn)發(fā)展和生產(chǎn)過程日趨自動化，對節(jié)約能源和環(huán)境保護的要求越來越高，氣流輸送技術(shù)憑借自身的技術(shù)特點得到了迅速發(fā)展和應用。在不斷地探索和創(chuàng)新過程中，氣流輸送的對象從早期

11、的谷物，面粉迅速擴展到水泥，砂料，化工原料，煤粉等物料。應用的范圍遍及糧食，港口，化工，冶金，電力，鑄造，食品，醫(yī)藥等領域。氣流輸送方式從原始到如今完善，合理，初步解決了氣流輸送能耗高，管道磨損及物料破碎等問題，提高了氣流輸送技術(shù)的可靠性和經(jīng)濟性。氣流輸送裝置新技術(shù)，新設備，新材料，新工藝的廣乏推廣，以及自身技的不斷完善和提高，自動控制新技術(shù)的應用，系統(tǒng)參數(shù)的優(yōu)化，裝置結(jié)構(gòu)的合理設計，使氣流輸送技術(shù)作為現(xiàn)代物流的一個重要環(huán)節(jié)，將會發(fā)揮應用的作用。 本課題就是基于負壓氣流輸送技術(shù)的可靠性和經(jīng)濟性，同時可以保護環(huán)境的思想，設計一套合理的氣流輸送系統(tǒng)來解決實際的生產(chǎn)問題。從負壓氣流輸送系統(tǒng)原理和應用

12、實踐經(jīng)驗均表明它具有一系列的優(yōu)點：輸送效率較高，設備結(jié)構(gòu)簡單，維護管理方便，易于實現(xiàn)自動化以及有利于保護環(huán)境等。特別是用于工廠車間內(nèi)部輸送時，可以將輸送過程和生產(chǎn)輸送過程相結(jié)合，這樣有利于簡化工藝過程和設備。為此，可以大大的提高勞動生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本。概括起來， 負壓氣流輸送系統(tǒng)主要有以下的優(yōu)點： 1. 物料輸送時間只需1秒鐘左右，被輸送物料的溫度不超過50，故輸送速度快，物料品質(zhì)好。 2. 整套裝置處于負壓狀態(tài)工作，作業(yè)環(huán)境清潔，無污染。 3. 系統(tǒng)密閉，粉塵飛揚逸出少，環(huán)境衛(wèi)生條件好。 4. 整機容量和蒸汽用量均低于其它輸送設備，為節(jié)能型產(chǎn)品。 5. 結(jié)構(gòu)簡單，操作使用方便，占地面積小，

13、投資省。 6. 在輸送過程中可以實現(xiàn)多種工藝操作，如混合、粉碎、分級、冷卻、除塵和其他化學反應。 7. 輸送后可以進行由數(shù)點集中送往一處或由一處分散送往數(shù)點的遠距離操作。 8. 對于化學性能不穩(wěn)定的物料，可以采用惰性氣體輸送。 然而，與其他輸送形式相比，其缺點是設備投資費高，由于輸送風速高，易產(chǎn)生管道磨損和被輸送物料的破碎。當然，上述不足之處在低輸送風速、高混合比輸送的情況下可以得到顯著地改善。此外，被輸送物料的顆粒尺寸也受到一定的限制，一般，當顆粒尺寸超過30mm或粘結(jié)性，吸濕性強的物料其輸送較困難。 就是因為存在以上優(yōu)缺點，所以在設計中，正確的選擇確定其氣流輸送形式和管道布置等是十分重要的

14、。 負壓氣流輸送系統(tǒng)在各個行業(yè)都得到了廣泛的應用，而吸送式氣流輸送最早被人類所利用。負壓輸送系統(tǒng)，這種系統(tǒng)是依靠風機的抽力，使整個系統(tǒng)在負壓下工作。系統(tǒng)的真空度較低，一般為68kPa。負壓輸送系統(tǒng)具有設備比較簡單，使用和維修簡便，吸料點處無粉塵飛揚，管道和設備不嚴密處不會冒塵等優(yōu)點。 由于負壓輸送系統(tǒng)有上述各種優(yōu)點，現(xiàn)在被人類廣泛使用。本書就是想設計出一套適合設計原始條件原始資料的負壓氣流輸送系統(tǒng)，以達到要求，解決實際的生產(chǎn)問題。通過對原始材料的分析，采用了吸送式氣流輸送。2 吸送式氣流輸送 2.1 類型吸送式氣流輸送裝置用低于大氣壓力的空氣作為輸送介質(zhì)，它是靠氣源機械的吸氣作用，在管系中形成

15、一定的真空度，利用具有必要速度的運動空氣，將物料從某地通過管道輸送并輸送到一定距離的目的地的一種懸浮式氣流輸送裝置。由于它主要依靠管道內(nèi)的真空度進行輸送和輸送，因此，按真空度分有高真空負壓輸送系統(tǒng)裝置和低真空負壓輸送系統(tǒng)裝置。通常把真空度高于7.8的裝置稱為高真空吸送負壓輸送系統(tǒng)裝置，低于此真空度值的裝置稱為低真空吸送負壓輸送系統(tǒng)裝置。吸送式負壓輸送系統(tǒng)裝置按結(jié)構(gòu)形式分為移動式和固定式兩類。移動式裝置又可以分為軌道式和無軌道式（輪胎式）兩種，港口卸船有氣吸負壓輸送系統(tǒng)裝置還有浮式負壓輸送系統(tǒng)裝置。移動式負壓輸送系統(tǒng)裝置按驅(qū)動方式又可以分為自行式和非自行式（拖帶）兩種。自行式裝置按使用的動力裝置

16、類型又分為電動的和內(nèi)燃機驅(qū)動的。按吸料點數(shù)分，吸送式負壓輸送系統(tǒng)裝置有單點吸料和多點吸料兩種。多點吸料的每個吸送系統(tǒng)通?？梢杂?-4點同時進行，它要求各個吸料口的吸料量必須相對穩(wěn)定，也可以各點輪流吸料，即部分吸口吸料，其余吸口暫時關(guān)閉，交替作業(yè)。這種類型多用于廠內(nèi)輸送吸送或卸船機清艙階段的輸送吸送。按輸送量分，吸送式負壓輸送系統(tǒng)裝置有大型的和小型的。小型的裝置的生產(chǎn)率通常為每小時數(shù)百公斤至十噸；大型裝置的生產(chǎn)率可由100至每小時數(shù)百噸。目前港口吸料輸送機單管輸送系統(tǒng)可以達到650。按氣源動力裝置分有電動的和內(nèi)燃機驅(qū)動兩類。電動機驅(qū)動的用得比較廣泛，而內(nèi)燃機驅(qū)動的多用于小型流動式負壓輸送系統(tǒng)裝置

17、和浮游式負壓輸送系統(tǒng)裝置。2.2 系統(tǒng)組成 吸送式負壓輸送系統(tǒng)送系統(tǒng)由以下幾個主要部分組成，其工作順序如下圖：物料供料裝置干燥管分離裝置凈化裝置氣熱源機械排至大氣卸料器物 料卸灰閥灰 圖2.1 吸送式負壓輸送系統(tǒng)主要組成部分 根據(jù)用途要求不同，某些裝置結(jié)構(gòu)形式及其組成可能會有差別，但不管任何吸送式負壓輸送系統(tǒng)都應該有上術(shù)主要部分組成。2.3 技術(shù)特點 適應條件吸送式負壓輸送系統(tǒng)裝置使用于輸送流動性較好的粉粒狀物料。它可由一點或多點向某一處輸送集料，作業(yè)范圍廣。由于它采用管道輸送，移動靈活方便，而且輸送輸送線路可以任意選取，所以很適宜于場地狹窄的地方輸送物料。例如，用于卸車，卸船和清艙作業(yè)等。若

18、安裝在廠房受限制的場合，不但極為方便，而且可以使設備配置易于達到合理化。由于吸送式負壓輸送系統(tǒng)在輸送過程中，輸送氣體在沿程不會逸入大氣，所以也適宜在廠房內(nèi)輸送有毒的或易污染環(huán)境的粉粒狀物料，尤其適宜用于供料點要求避免揚起灰塵的場合。吸送式負壓輸送系統(tǒng)裝置可以連續(xù)輸送供料和連續(xù)輸送輸送。輸送氣體在輸送物料之后才經(jīng)氣源機械排入大氣，因此，物料不易混入雜質(zhì)，這一特點適宜于輸送食品、藥物等要求保持衛(wèi)生的物料。吸送式負壓輸送系統(tǒng)裝置能適應各種不同船型的船艙輸送卸栽。 優(yōu)點吸送式負壓輸送系統(tǒng)裝置在氣流輸送技術(shù)中是一種較早發(fā)展起來的輸送方式，目前在世界上使用仍然十分廣泛，這是因為它除了具有上術(shù)廣泛的適應條件

19、外，還具有許多突出的特點：1. 平均生產(chǎn)率較高，能自行輸送集料，所需操作人員少，而且能大大降低勞動強度。2. 構(gòu)造簡單緊湊，安裝方便，重量輕，造價低，且能減小安裝場地負載。3. 操作靈活簡單，使用方便，管理維修費低。4. 運動部件少，工作可靠，易實現(xiàn)自動化。5. 輸送糧食類物料時，輸送過程能同時進行輸送。6. 露天作業(yè)時，不受氣候和周圍環(huán)境條件的影響和限制。用于港口卸船輸送時，還具有以下獨特優(yōu)點：a. 能徹底輸送并清艙。b. 不受潮汐和水位變化的影響。c. 由于吸糧管可以接上擾性管，即使遇到風浪發(fā)生船舶搖擺時，也不會碰壞艙底板和吸料管，這個優(yōu)點對于內(nèi)河小型木駁船尤為突出。d. 輸送過程艙內(nèi)不會

20、揚起灰塵，可以大大改善工作環(huán)境。e. 物料在出艙輸送過程處于密封狀態(tài)，無散落無賴哦或混入雜物被污染之憂慮。f. 能均勻卸載，可以防止船舶受浮力不均的影響。g. 輸料管內(nèi)能保持清潔，容易實現(xiàn)一機多用，即輸送一種物料之后，接著用以輸送其他物料。 缺點和限制吸送式負壓輸送系統(tǒng)裝置也存在一些缺點和限制。最引人注目的缺點之一是單位能耗比機械式輸送高，其能耗系數(shù)通常在0.021-0.038范圍。 其次，真空度與輸送卸料距離有一定限制。卸料距離越長，裝置所需要真空度越高。隨著真空度增高，氣體密度逐漸減小，氣體輸送物料的能力也將減弱。因此，實用真空度通常不宜高于6，否則，輸送能力顯著降低，且管道也容易發(fā)生堵塞

21、。此外，輸送物料的塊度不能過大，粘度不能太高，通常塊度尺寸應小于1/2管徑。吸送式負壓輸送系統(tǒng)裝置雖存在能耗高的缺點，但由于其他費用低，因而其總成本通常低于其他輸送方式。3 系統(tǒng)的設計計算3.1 設計的原始條件 1輸送物料：淀粉； 2處理量：0.5噸/小時； 3淀粉初含水率：40%； 4淀粉終含水率：14%； 5系統(tǒng)動力：40KW； 6單位蒸汽消耗量：2.0kg汽/kg水。3.2 設計程序在了解條件和對原始材料進行整理和分析后，結(jié)合實際情況和具體要求，通過計算和已掌握的實踐經(jīng)驗，用綜合的整體的觀點進行各項可行性論證，然后進行具體項目的設計和計算。設計計算的順序大致如下：1.根據(jù)輸送要求，分析物

22、料物理特性，確定輸送條件及輸送工藝流程等。2.擬定負壓氣流輸送裝置形式。是采用直管式還是脈沖式系統(tǒng)；套管式還是旋風式。3.選定輸送管管路的布置及主要部件的結(jié)構(gòu)形式，繪制系統(tǒng)布置方案圖并標明主要尺寸。4.確定輸送系統(tǒng)的計算生產(chǎn)率。5.確定機電等有關(guān)配套件類型。確定裝置個主要部件的結(jié)構(gòu)形式、參數(shù)及其尺寸、材料及其要求。6.確定合理的氣流速度。7.根據(jù)分析或?qū)嵺`經(jīng)驗初步選定混合比。8.確定所需計算風量。9.計算輸料管內(nèi)徑。10.計算整個輸送系統(tǒng)的壓力損失。11.計算氣源機械所需功率。12.由產(chǎn)品目錄選擇合適的風機及其配套的電動機。如果計算結(jié)果不合適，應該調(diào)整混合比及風量、管徑等有關(guān)參數(shù)的值，按上述程

23、序重新計算。3.3 計算方法吸送式負壓輸送系統(tǒng)由于被輸送物料的物理特性同輸送系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點及其參數(shù)之間的關(guān)系比較復雜，即使是同品類物料，往往僅變更一二個參數(shù)（比如輸送空氣速度、混合比、粒度、管徑），就會引起輸送特性的很大變化。因此，直至目前，試圖用純公式來進行輸送系統(tǒng)的計算，不是不可能，就是存在很大的誤差，因此常常不能獲得滿意的結(jié)果。所以，目前解決實際設計問題，最主要的途徑還是依靠試驗和一實踐經(jīng)驗為基礎，并用經(jīng)驗公式或半經(jīng)驗公式來計算。主要參數(shù)的確定（1） 輸送量的確定：根據(jù)要求知其輸送量為0.5噸/時（2） 混合比的選?。夯旌媳仁侵冈趩挝粫r間內(nèi)輸送的物料質(zhì)量與同一時間內(nèi)通過該管道的空氣質(zhì)量之比

24、，用m表示。吸送式負壓輸送系統(tǒng)裝置混合比的選取主要取決于管系條件（輸送管長度、管內(nèi)壁粗糙狀況、彎管數(shù)量及管道布置方式等）、物料物理特性及氣源機械的性能（真空度、風量等）因數(shù)。m值越大，有利于提高裝置的輸送能力。對懸浮輸送方式來說，在規(guī)定生產(chǎn)條件下，如選定的m值大，則所需風量小，因而可用管徑較小的管道和容量較小的分離，除塵設備，且單位能耗也低。但若m值過大，則管路壓力損失增大，要求采用真空度較高的氣源機械，且輸送管道容易發(fā)生堵塞。反之，如選取的m值小，則所需風量大，不僅管徑和分離、除塵等設備的尺寸都要增大，且由于功率主要消耗在輸送大量空氣而使裝置單位能耗增高。然而選用小的m值，卻可以采用真空度較

25、小的風機。由此看來，影響m值的因數(shù)很多，其值的范圍也較大，很難用公式簡單計算求得。在設計計算時應盡可能參考各種實例、憑借已有經(jīng)驗或試驗數(shù)據(jù)來確定。一般低真空吸送式負壓輸送系統(tǒng)裝置，中小型麥廠間m=24，大型廠麥間m=46。本次選取混合比m=4。（3）計算空氣流量的確定：根據(jù)選頂?shù)妮斔突旌媳萴=4，所需風量Q應為： （3-1）式中：-風量（/） -空氣比重，取=1.2 -輸送量 -混合比。其值由經(jīng)驗得，一般情況下，中小型廠麥間混合比=2-4，大型廠麥間的混合比=4-6。在此選擇=4。所以按設計內(nèi)容要求的風量為： =2083.3（/） （3-2） 在決定氣源機械的風量時，應該加上管道系統(tǒng)的漏氣量，

26、其中，葉輪式卸料器的漏氣量通常約占總風量的10%15%，除塵器約占3%其他關(guān)系約占2%，視裝置結(jié)構(gòu)類型一般總漏氣量占系統(tǒng)總風量的12%20%之間。 （4）輸送氣流速度：設計吸送式氣流輸送系統(tǒng)時，能否正確確定物料的合理輸送氣流速度，是關(guān)系到裝置工作的可靠性和經(jīng)濟性的極其重要的一環(huán)。這也是決定著輸送裝置工作性能優(yōu)劣的關(guān)鍵。通常每種物料都存在一個保證顆粒群呈懸浮狀態(tài)進行正常輸送的最低風速，稱為安全輸送空氣速度或經(jīng)濟速度。如選取的輸送風速比安全風速高得多，則裝置雖然能安全地輸送物料，但系統(tǒng)產(chǎn)生的壓力損失太高，功率消耗增大，并且還會加劇管系（如彎管及與其連接的水平底管壁等）的磨擦，硬氣脆性物料的破碎，這

27、對于破損質(zhì)量有嚴格要求的某些物料如種子，糧谷和某些原材料等是不可許的。反之，如選取的氣流輸送速度低于安全速度，則容易形成脈動流，此時壓力損失也會急劇增高，而且管道極易發(fā)生堵塞，尤其是濕度較大的和有一定粘性的粉粒狀物料，很容易在彎管和供料裝置附近、水平管或傾斜管道底沉淀粘結(jié)，以致造成裝置不能正常運轉(zhuǎn)。由此看來，為了使裝置能夠可靠而經(jīng)濟地進行輸送，必須依據(jù)安全速度來選定合理輸送氣流速度。安全速度與物料顆粒的粒度、重度、形狀及表面狀態(tài)、管道布置及其結(jié)構(gòu)特點、混合比、懸浮速度等諸多因素有關(guān)，很難予以準確計算，一般靠試驗和實踐經(jīng)驗確定。 由于各種物料安全速度的試驗數(shù)據(jù)不多，目前在實際設計時，常常是借助物

28、料的懸浮速度來確定其合理的輸送氣流速度。按理物料 在鉛垂管內(nèi)只要有稍高于其懸浮速度的氣流速度便可以進行氣流輸送。但物料在實際輸送過程，由于顆粒之間顆粒與管壁之間發(fā)生碰撞摩擦、粘著以及物料顆粒繞流彎管時的動能損失，加之顧及到水平管的物料氣流輸送較之鉛垂管輸送易發(fā)生沉淀而造成堵塞，要求水平管比鉛垂管有更高的輸送速度，因此，各種物料的合理輸送速度一般要求比懸浮速度高若干倍。而且，確定的合理輸送速度還必須保證裝置能長期正常輸送物料。因此，應該考慮以下諸多因素可能的影響：1.鼓風機工作性能的變化。2.管系漏氣。3.輸送物料品種及某類物料物理特性的可能變化。4.氣流輸送系統(tǒng)要求具有一定的輸送能力儲備。5.

29、氣象條件的變化。 綜合以上各項影響因素，同時考慮到裝置輸料管的輸送距離、彎管數(shù)量等特點，選取的合理輸送速度必須高于安全速度。對粒度均勻的松散物料，一般取其懸浮速度的1.5-2.5倍作為合理的輸送速度即能保證橫財輸送。對于粒度分布非均勻的物料，例如統(tǒng)煤，若按其最大或最小顆粒的懸浮速度來確定合理輸送速度，都會得出輸送速度偏高或偏低之弊。實踐表明，輸送粒度不均勻的物料時，由于細顆粒的輸送速度比大顆粒的輸送速度大，在輸送過程中小顆粒群力圖繞過大顆粒并促擁著大顆粒物料前進，使粒度不同的物料都能進行正常輸送。因而在實際上采用比按粒度分布比例占最多的最大顆粒群測得的懸浮速度大1倍的氣流速度作為該物種的合理輸

30、送速度，基本上能保證正常輸送。按已有的實踐經(jīng)驗數(shù)據(jù)得知諸多物種的輸送速度如下表。（楊倫，謝一華主編的氣流輸送工程的第155頁表4-3） 表3.1 各種輸送物料的主要物理特性與常用的輸送速度 物料名稱平均粒度/mm真空度/堆密度/懸浮速度/輸送氣流速度稻谷3.581.020.557.516-25小麥4-4.51.27-1.490.65-0.819.8-1118-30大麥3.5-4.21.23-1.300.6-0.79.0-10.515-25玉米5-10.91.220.70811-12.518-30花生21*121.020.62-0.6412-1416砂糖0.51-1.51.580.72-0.88

31、8.7-1225豌豆6*5.51.26-1.380.75-0.815-17.520麥芽0.58.120水泥-3.21.10.2239-25根據(jù)上表的實踐經(jīng)驗數(shù)據(jù)，我此次選用的輸送氣流速度為20m/s。（5）被輸送物料的運動速度：在氣流輸送中，被輸送物料顆粒的運動速度比氣流速度慢，兩者存在速度差。氣流繞過顆粒運行的速度差產(chǎn)生阻力，這便是促使顆粒運動的空氣動力，也就是說，使顆粒運動的能量是通過速度差從氣流向物料顆粒轉(zhuǎn)移的。因此，輸送管內(nèi)物料顆粒的運動速度是計算兩相流壓力損失的基礎。由于兩相流測試技術(shù)復雜，目前仍難以提供完備而準確的物料運動速度的數(shù)據(jù)。因此，在吸送式輸送系統(tǒng)的實際計算中，仍采用一些近

32、似的求解發(fā)。對鉛垂輸料管，物料顆粒達到穩(wěn)定運動的速度(m/s)可以近似地取為 （3-3） =20-10 =10（m/s） 式中：氣流速度（m/s） 物料懸浮速度（m/s） （取=10 m/s）處于鉛垂加速段的物料顆粒速度可根據(jù)參數(shù)及有的值由圖4-20查出值，(李克永，主編化工機械手冊圖4-20)根據(jù)已知的值，即可算出值。參數(shù)可按下式求算： =1.177 （3-4）式中：g- 重力加速度，g= 9.81 m/s h- 鉛垂輸料管高度（m） 對水平輸料管，物料顆粒到達穩(wěn)定運動時的速度(m/s)一般可近似的按下式取為： = =15(m/s) （3-5） 對于粒度和密度較大的顆粒其值應取較小值，反之應

33、取較大值。在此?。?） 輸料管的內(nèi)徑：輸料管起始段內(nèi)徑可按下式確定： = =191（mm） （3-6） 式中：Q-計算風量 -輸送空氣速度 管系壓力損失的計算 為了確定輸送裝置有關(guān)部件的合理參數(shù)并估計氣源機械所需的容量和功率，必須計算吸送系統(tǒng)管系的壓力損失。管系總壓力損失包括純空氣流動產(chǎn)生的壓力損失和兩相流中存在物料引起的附加壓力損失。 即 （3-7） 以下分別討論各項壓力損失的組成及其計算方法。（1） 純氣流產(chǎn)生的壓力損失。1.直管沿程的摩擦壓力損失。對于低真空吸送系統(tǒng)，由于真空度變化不大，氣體沿管路運動時其密度變化很小，故可把空氣重度視為常數(shù)，因此，按等容過程計算沿程摩擦壓力損失產(chǎn)生的誤差

34、在工程上處于容許范圍。純空氣沿圓形截面管道流動產(chǎn)生的摩擦壓力損失通常按下式計算： （3-8）純氣流摩擦阻力系數(shù)a與管內(nèi)流動狀態(tài)及管到特性有關(guān),其值主要取決于雷諾數(shù)Re 和管壁表面粗糙度K。吸送式裝置的吸管多數(shù)呈紊流流動狀態(tài)。如果被輸送物料有一定磨削性，而且吸送裝置頻繁使用，則輸料管的a也可以按光滑管考慮。其值一般可按下面的方法計算： （3-9） （3-10）在溫度為20攝氏度，相對濕度為50%。運動粘度時， =則： =0.016 4.2 供料裝置 類型及其選擇供料裝置是吸送式氣流輸送裝置用以吸取物料的機構(gòu)，是吸送系統(tǒng)的主要部件之一。它的結(jié)構(gòu)雖然簡單，然而對系統(tǒng)的輸送能力和工作效果有著很大的影響

35、。因此，根據(jù)不同的物料特性和工作特點，正確設計和選取供料裝置形式是十分重要的。根據(jù)工作特點和用途不同，供料裝置有各種各樣不同的結(jié)構(gòu)形式。在這次的小麥輸送中，使用的是水平接料器。它的結(jié)構(gòu)如下： 圖4.2水平接料器它包括短管1、落料彎管2和隔板3。物料從落料口沿彎管順著氣流方向落下，與由短管右方吸入的空氣混合成兩相流，進入輸料管被輸送，隔板把短管分隔成上下兩部分，它可避免進料過多而引起的堵塞。為減小壓力損失，落料管應該做成混合流運動方向傾斜成圓弧過渡。傾角應大于物料的自然堆積角，一般可以取其傾斜角為45°4.3 物料分離器 類型及其選擇分離器是用來將被輸送物料從氣固兩相流中分離出來的裝置

36、。分離器和除塵器在本質(zhì)上是可以說小、屬于同一類設備，不同的是分離器主要用來分離輸送的物料，而除塵器則主要是氣流輸送系統(tǒng)中用來回收粉塵或凈化輸送氣體，以保護氣源機械和減少環(huán)境污染。按作用原理和結(jié)構(gòu)特點，分離器有容積式，離心式，慣性式和組合式等幾種。類型的選用通常取決于物料顆粒度和空氣流量。對分離器的要求是：分離效率高，應保證被輸送物料的絕大部分或全部都能從兩相流中分離出來；性能穩(wěn)定，即當輸送條件稍有變化時，也要具有穩(wěn)定的分離能力；結(jié)構(gòu)簡單，體積緊湊，重量輕；壓力損失??；容易磨損的部位能拆卸更換，檢修方便。另外要有一定的透明部分，以便觀察內(nèi)容狀態(tài)。吸送式 系統(tǒng)的分離器內(nèi)的壓力低于大氣壓力，漏氣會大

37、大降低分離效率，因而需要有氣密性較好的卸料器與之匹配，得使物料排卸過程中的漏氣量減至最小。 離心式分離器離心式分離器也稱為旋風分離器，它是利用旋轉(zhuǎn)的氣固兩相流所生產(chǎn)的離心力，將物料從氣流中分離出來的一種設備，由于它結(jié)構(gòu)簡單，投資少，占地面積小，操作維修方便，且分離效果高，壓力損失較小等優(yōu)點，所以在本次系統(tǒng)中選用的分離器為離心式分離器。其結(jié)構(gòu)如左所示：圖4.3離心式分離器1、 工作原理：旋風分離器的結(jié)構(gòu)如上圖。當氣固兩相流由切向入口進入分離器后，沿外壁自上而下做旋轉(zhuǎn)運動，這股從上而下旋轉(zhuǎn)的氣流稱為外旋渦。外旋渦到達錐體底部后，轉(zhuǎn)而向上，沿軸心向上旋轉(zhuǎn)，最后從排出管排出。這股從下而上的氣流稱為內(nèi)旋

38、渦。向下的外旋渦和向上的內(nèi)旋渦旋轉(zhuǎn)的方向是相同的。氣流作旋轉(zhuǎn) 運動時，固體顆粒在離心力的作用下向外壁移動，到達外壁的固體顆粒在向下旋轉(zhuǎn)氣流的推動和重力的共同作用下沿錐體壁面下落，進入排料口排出。 離心分離器壓力損失： （4-1）式中： -局部阻力系數(shù)，通過實測求得，=14.6 -分離器進口風速 。 = -進口空氣密度，（） 所以離心分離器的壓力損失為： = =10 分離效率：旋風分離器的效率通常采用的是總分離效率和分級效率兩種。 （4-2） 分級效率和總分離的關(guān)系 （4-3）2、 影響離心分離器性能因素（1） 進口風速：分級粒徑是隨著進口速度的增加而減小，即除塵率越高。但是進口風速不宜過大，速

39、度過高易使氣流在分離器內(nèi)的運動紊流度增大，反而會降低分離效率。（2） 筒體直徑D和排出管直徑。（3） 旋風分離器筒體和錐度的高度。（4） 分離器下部的嚴密性：排料口越嚴密，漏氣率越低，分離效果越好。當漏氣率為5%時，分離效果可由90%降到50%；漏氣率達15%時，效率下降更加劇烈。（5） 物料的物理特性：它對分離效果也有較大影響。物料密度與顆粒越大則離心力越大，分離效率越高；反之則分離效率越低。 4.4 除塵器 在氣流輸送系統(tǒng)的物料分離器后常裝設專門的除塵設備來清除氣流中的灰塵，以減少環(huán)境污染和保護氣源機械，并可回收一些有經(jīng)濟價值的粉末。 除塵器的種類很多，選擇除塵設備一般應該考慮下列因素：1

40、、 需凈化氣體的物理化學性質(zhì)。2、 氣體中所帶粉塵的物理性質(zhì)。3、 對凈化后氣體的允許含塵濃度和粉塵處理的要求等。4、 安裝地點的具體情況和供、排水與電源情況以及安裝和管理水平等。 除塵設備的好壞，應該根據(jù)其除塵效率、阻力、漏風率、設備造價等燈捻多方因素來評定。 當粉塵為單一粒級時，除塵器的除塵效率可以由下式計算： 或 （4-4） 式中：、-分別為進入除塵器的和除塵器捕集下來的粉塵質(zhì)量流量（）； 、-分別為除塵器進出口粉塵濃度（） 當粉塵由 多種粒級組成時，則除塵率可以由下式計算： （4-5） 式中：、-粉塵各種粒級的凈化效率 、-粉塵各種粒級占總粉塵量的質(zhì)量分數(shù)（%） 當除塵器有漏氣時，其除

41、塵效率為 、-除塵器進出口風量（） 離心式除塵器結(jié)構(gòu)簡單、體積小、除塵效率比沉降室和慣性除塵器高，所以在此的除塵器選擇它。離心式除塵器的工作原理和結(jié)構(gòu)與前述的離心式分離器相同。 4.5 卸料器 在氣流輸送裝置中，常利用卸料（卸灰）器來排卸物料和灰塵，并在排卸過程中阻止外界空氣進入起立輸送系統(tǒng)。目前，卸料卸灰器主要有葉輪式和閥門式等數(shù)種。 葉輪式卸料器 1、 基本特點：葉輪式卸料器是氣流輸送系統(tǒng)中最常見的一種排料設備，它在中低壓壓送系統(tǒng)中則被用著供料器。在粉體工藝過程中，它的應用很廣泛，除可以用來供料和卸料外，還可以用來計量和配料。葉輪式卸料器結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、體積較小、制造方便。它由帶格室的

42、旋轉(zhuǎn)葉輪和固定的殼體兩部分組成，適用于排卸流動性較好、磨削性較小的粉粒狀和小塊狀物料。當葉輪由傳動機構(gòu)驅(qū)動在殼體內(nèi)旋轉(zhuǎn)時，從上部分離器（或料斗）落下的粉粒狀物料便由進料口進入葉輪格室，并隨著葉輪的轉(zhuǎn)動而送到卸料口排出。在整個工作過程中，這種卸料器基本上能連續(xù)定量地供料和卸料。由于葉輪和殼體間的配合比較緊密，具有一定程度的氣密性，它在卸料過程的同時又能起減少漏氣的作用，因此，在氣流輸送系統(tǒng)中，也稱它為鎖氣器、閉鎖器等。2、結(jié)構(gòu)形式：根據(jù)排卸物料特性和用途不同，葉輪式卸料器有不同的結(jié)構(gòu)形式。按傳動軸的布置方式，可分為臥軸卸料器和豎軸卸料器兩類。前者廣泛用于粉體工程和氣流輸送系統(tǒng)，后者只是用于從料倉

43、內(nèi)排出細粒物料進行配料，制造和管理費用均較臥軸式為高。臥軸卸料器的結(jié)構(gòu)如下： 圖4.4臥軸卸料器 在設計和選擇卸料器時，考慮到系統(tǒng)的生產(chǎn)率有可能大于設計技術(shù)生產(chǎn)率，為保證能連續(xù)安全工作，卸料器的通過能力及卸料能力應該比氣流輸送系統(tǒng)的設計生產(chǎn)率大0.51.0倍。卸料器葉輪的有效長度，可以取為葉輪直徑的1.01.5倍，對于流動性較好的粒狀物料，宜采用格室較深的葉輪，對于流動性較差的粉狀物料和飼料，因其卸空較困難，故一般采用格室較淺的葉輪。葉片和殼體內(nèi)壁的初始間隙應在0.100.20mm。卸料器既可以鑄造，也可以焊接。從維修方便又能保證有足夠強度及減輕重量等因素考慮，往往葉輪采用鋼板焊制，殼體用耐磨

44、鑄鐵鑄造。不論任何情況，選用葉片的材料硬度比殼體低是合理的。因為維修或更換葉片比更換外殼容易。3、影響葉輪式卸料器工作性能的因素1.漏氣：由于卸料器的進料側(cè)和排料側(cè)存在壓力差，通過間隙泄漏和葉輪格室?guī)нM的上升高壓氣流，會阻礙物料顆粒順利進入卸料器格室，因而導致卸料器的填充系數(shù)和通過能力減小，同時還會加速卸料器內(nèi)部部件磨損。2.葉片數(shù)量：正確確定葉輪葉片數(shù)量對減少漏氣、提高卸料器工作性能也是很關(guān)鍵的。一般來說，6個葉片的葉輪在運轉(zhuǎn)過程中，能保證在進料口和排料口之間的每側(cè)至少有1個葉片能有效地起著迷宮式密封的作用；8個葉片的葉輪則至少有2個葉片能起著迷宮式密封作用。葉片數(shù)量太少自然不足以起防漏作用

45、，數(shù)量太多則葉片之間的夾角變小，使葉片形成格室變窄，因而可能使物料較難以從葉輪中降落下來，而且會妨礙大塊物料的進入和排出。對于流動性較好的粉粒物料且當密封要求較高時，可以采用較多的葉片數(shù)，但最多不宜超過10片。3.進料口寬度：在規(guī)定的葉輪轉(zhuǎn)速下，進入卸料器的物料數(shù)量，與進料速度和進料斷面有關(guān)。4.轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)速對卸料器的通過能力的影響也很大，在低轉(zhuǎn)速時，葉輪格室有充分時間從進料口進料，此時，通過能力歲轉(zhuǎn)速成正比的增長。從理論上講，其最大通過能力只能達到由進料口斷面所限定的最大供料數(shù)值。實際上由于葉輪的轉(zhuǎn)動、壓力差及漏氣氣流的作用，影響了進料速度，其有效最大通過能力總是低于理論供料量。 通常卸料器轉(zhuǎn)

46、速在15-50選取，應根據(jù)物料特性，卸料器結(jié)構(gòu)形式等綜合考慮。5.物料特性：影響卸料器工作性能的物料特性主要有：流動性、密度和堆密度、粒度、分布、粘性、磨削性、腐蝕性、硬度、流化性等。這些物性對決定卸料器的結(jié)構(gòu)形式和制作材料，卸料器的充填系數(shù)以及有關(guān)參數(shù)等都有實際意義。一般來說，表面光滑，粒度均勻、流動性較好，密度大的顆粒，由于其降落速度較大，在裝料和卸料過程所受各種阻力較小，因而能順利進、排料，并使卸料器的充填系數(shù)和通過能力增大。6.葉片形狀：在物料進入卸料器的過程中，葉片形狀對格室的充填形狀影響較大。通過對進入卸料器顆粒運動軌跡的分析，目前應用最廣的中心進料，徑向直線形葉片的卸料器進料 條

47、件并不十分有利，因為六如其內(nèi)部的物料會被葉片彈回。而對于中心進料情況，如采用與顆粒運動軌跡相適應的向著轉(zhuǎn)動方向彎曲的葉片，其進料條件較好，顆粒進入格室時的摩擦碰撞影響較小，會獲得較高的充填系數(shù)和通過能力。7.進料角度：進料角度是卸料器重要的結(jié)構(gòu)參數(shù)之一。進料角是指處在進料中心線與葉輪外圓交點上的顆粒重力的徑向矢量與葉輪鉛垂中心線所夾的圓心角。它確定了卸料器殼體圓周上的進料位置，即進料的偏心度。試驗表明，進料口向轉(zhuǎn)動方向偏移的偏心進料（進料角度>15º）的徑向直線形葉片葉輪的通過能力,較中心進料的前彎葉片葉輪的通過能力更大些.而進料口逆著旋轉(zhuǎn)方向移動的偏心進料是的 充填系數(shù),則要比中心進料時差,這是由于葉片形狀與顆粒運動軌跡不相一致,進入葉輪的顆粒受葉片撞擊反彈干擾了充填過程的緣故.8.排料口:其位置一般由結(jié)構(gòu)和輸送工藝要求確定,處于中心部位的占絕大多數(shù).影響卸料器工作性能除上述諸多因素外,還有溫度,卸料器體的結(jié)構(gòu)強度,剛度,制造精度及裝配質(zhì)量等