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气力输送 管道中物料流动方式

浏览次数:47    vnsc威尼斯城官方网站_4886a威尼斯城官网:2017-05-20

物料在管道中的流动一般分为两种方式:一种为稀相悬浮流,另一种为密相输送。在密相中大致又分为四种:连续密相流、有沉积层栓流、无沉积层栓流和沙丘流。还有一种是介于密相和稀相流之间的带沉积层的悬浮流。在这几种流动中,带沉积层的悬浮流所需要的压降最低,而连续密相输送和高气速稀相输送所需要的压降最大。它们的分布及气速和压降之间的关系大致如下图

当气速很高时,大约在15m/s~20m/s以上,通常被输送物料都以稀相输送,其输送的速度要大于物料的悬浮速度,否则就会产生沉积层。

  当气速低于悬浮速度时,就会产生带沉积层的悬浮流,在悬浮层中的粒子有可能被加速,也有可能沉降到沉积层。

  当气速继续下降,就产生了我们通常所说的沙丘流。沙丘状输送物料时效率较低,因为料团的各个粒子要加速。料栓输送壁磨擦是产生的主要能量损失。由于料栓的形成可以说是不连续相流动的极限情况,壁摩擦的增大需要很高的输送压力。同时,由于不同大小和速度的沙丘在移动时会碰撞合并成料栓,而完整的料栓还可能因并栓而加长,在栓流输送时,可以观察到料栓长度变化很大,即使采取人为强制成栓手段,情况也是这样,由于不连续流的这种瞬变本质,使的实际上不可能精确预测出何时物料开始自然成拴。

QQ截图20170520162446.jpg

  当气速再下降,物料就成栓状流动,对于本质上(或很少)无黏聚性的物料,一般形成有沉积层的栓流,料栓以大约最大填充密度充满管道截面,在料栓之间,管上部为含有一些分散料粒的空气,管下部为料粒层,每个料栓移动时,都会铲起其前面的沉积层,而在料栓尾部则不断有下相同的沉积层。对于这种栓流,当气速降低到某一值,物料颗粒回从“满管流动”转变成“剪切流动”,次转折点出现在物料以栓流通过管道的最低速度也是最佳速度处,但由于各种因素,实际上的输送气速要高于此速度。而对于黏聚性物料有可能形成无沉积层栓流。这种料栓也可以通过脉冲气刀获得,这类料栓在流动时很少有料层剥落而遗留在一个料栓后面。料栓在前后气栓静压差的推动下,呈柱状运动而被输送到卸料处。

当气速相当低时,产生连续密相流动,这种流动是人们最希望得到的,在这种情况下,物料完全占据管道,通过静压压送来输送物料,其输送量大,需要的气量最小,磨损相对于其它流动方式也最小,但是要求压力却很高,容易堵塞而且输送的距离很短,能够进行连续密相流输送的物料种类也有限,其要求被输送的物料通气性好、能流态化,物料堆积密度要小,一般这类物料都属于typically Geldart Group A(typically Geldart Group A类型的粒子密度小于1.4g/cm3,粒子直径的分布范围比较集中)物料。

总之,物料在管道中的流动很复杂,而且在现在工业中所使用的输送系统中,物料在管中的流动方式很少是其中的一种,有时,可能是其中的一种或两种流动方式,有的甚至产生三种流动情况。例如在青岛高校软控给青岛黄海轮胎集团设计的气力输送碳黑系统,物料刚开始进入管道中时,其是栓状,当随着气速的增加,粒子的速度也开始增加,这种栓状变成了带沉积层的栓流,到输送的末段,碳黑的流动方式变成了沙丘流。

 


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