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粉體密相氣力輸送模型及機(jī)理裝置

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粉體氣力輸送是一項(xiàng)利用氣體能量輸送固體顆粒的古老而有效的技術(shù)，迄今已有100多年的歷史。在粉體氣力輸送的發(fā)展歷史中，尤其是近幾十年，粉體的氣力輸送技術(shù)有了突飛猛進(jìn)的進(jìn)步。在稀相懸浮式氣力輸送方面，不同行業(yè)的研究者研究水平均已達(dá)到較高層次，在某些參數(shù)計(jì)算及其輸送機(jī)理方面都已達(dá)成了共識(shí)。稀相懸浮式氣力輸送技術(shù)在建材、冶金、化工等行業(yè)有了廣泛的應(yīng)用。理論與實(shí)踐都證明粉體的氣力輸送具有機(jī)械輸送所不具備的優(yōu)越性，如設(shè)備簡(jiǎn)單、布置靈活、易于收塵等等，但同時(shí)，這種稀相懸浮式氣力輸送的不足之處也逐漸引起了人們的注意，如所需功率較大，是斗式提升機(jī)的2—4倍，是帶式輸送機(jī)的15—40倍；管內(nèi)料速快，一般約在20—30m/s，造成管道磨損十分嚴(yán)重；氣固分離量大等。這些弊端給氣力輸送研究人員提供了又一研究課題——開發(fā)一種能耗低、固氣比大、氣固分離量小、性能更優(yōu)越的輸送技術(shù)。近期逐漸興起的密相氣力輸送技術(shù)引起了氣力輸送研究人員的極大興趣。
密相氣力輸送技術(shù)主要是指栓流氣力輸送，粉料在輸送管中不再散開，而是形成料栓、依靠料栓兩端的靜壓差向前移動(dòng)，具有低速、密相及低動(dòng)力指數(shù)的特點(diǎn)，而且由于材料的磨損與流速的二次方或三次方成正比，因此氣流速度的減小大大延緩了材料的磨損。隨著固氣比的提高，氣力輸送的動(dòng)力指數(shù)顯著下降，是一種更理想的輸送方式。
1.密相氣力輸送的流動(dòng)模型及機(jī)理
從流動(dòng)形式來(lái)分，密相氣力輸送可分為栓塞式氣力輸送及非栓塞式密相氣力輸送兩種。非栓塞式密相氣力輸送主要是密相動(dòng)壓輸送，物料在管道內(nèi)非均勻分布，成密集狀態(tài)，但管道并未被物料堵塞，因而仍然是靠空氣動(dòng)能來(lái)輸送。一般氣流輸送速度為8—15m/s，固氣比范圍一般在30—70之間。栓塞式氣流輸送一般是密相靜壓輸送，是指物料在輸送管道內(nèi)堆集成料栓。料栓之間充滿了空氣，完全依靠?jī)啥说撵o壓差推動(dòng)前進(jìn)。這種輸送方式氣流速度在8m/s以下，輸送壓力一般為0.2MPa左右，固氣比在25—250之間。
2.非栓塞式密相氣力輸送的流動(dòng)模型
大部分理論和實(shí)驗(yàn)對(duì)非栓塞密相氣力輸送考慮的是完全懸浮流，但即使在穩(wěn)定的水平管稀相流動(dòng)時(shí)，上層固體質(zhì)量流率與下層相比也不應(yīng)忽略。
3.栓塞式密相氣力輸送的流動(dòng)模型及機(jī)理
(1)料栓前面的空氣栓里，上層是分散的顆粒，下層是靜止的料層；
(2)料栓向前移動(dòng)時(shí)，堆起前面的靜止料層，同時(shí)又在其后留下一定量的物料。當(dāng)料栓堆起的物料等于留下的物料時(shí)，料栓穩(wěn)定輸送；當(dāng)這種平衡被破壞時(shí)，便可能形成長(zhǎng)料栓或料栓破壞。
4.非栓塞式氣力輸送裝置
非栓塞式氣力輸送技術(shù)在工業(yè)中應(yīng)用十分廣泛，常用的工業(yè)設(shè)備主要有螺旋氣力輸送泵、倉(cāng)式泵、流化罐式氣力輸送裝置及紊流雙套管系統(tǒng)。
(1)螺旋氣力輸送泵：主要是由節(jié)距逐漸減小的螺旋輸送機(jī)及噴氣室組成。輸送壓力大約0.2MPa，固氣比約為30—40，輸送速度在10—20m/s之間。
(2)倉(cāng)式泵：也稱發(fā)送罐式氣力輸送裝置，在水泥工業(yè)中應(yīng)用最多的是下送料式發(fā)送罐，也就是單倉(cāng)泵系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的料罐與輸送管道通過(guò)牛角變徑管連接，并在牛角變徑管尾部引入輸送空氣。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，輸送壓力通常是0.5MPa左右，固氣比為10—30之間，而且單倉(cāng)泵是間歇輸送。
(3)流化罐式氣力輸送：這種技術(shù)是將物料裝于密閉的罐中，進(jìn)行充氣流化，而后進(jìn)行壓送。從輸送實(shí)例來(lái)看，所使用的平均壓力一般是0.2—0.3MPa，固氣比為20—60。(圖/文http://m.w177.cn/)

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