氣力輸送的基本原理和如何設(shè)計(jì)計(jì)算系統(tǒng)

氣力輸送的基本原理

氣力輸送是利用氣流的能量，在密閉管道內(nèi)沿氣流方向輸送粉狀、顆粒狀或小塊狀物料的輸送方式。其核心原理是通過風(fēng)機(jī)等設(shè)備在管道內(nèi)形成一定速度的氣流，使物料在氣流中懸浮或被推動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)物料的運(yùn)輸。具體來說：

- 當(dāng)氣流速度足夠大時(shí)，物料在管道中呈懸浮狀態(tài)，依靠氣流的動(dòng)能向前移動(dòng)（如稀相輸送）；

- 當(dāng)氣流速度較低時(shí)，物料可能以集團(tuán)形式在管道底部滑動(dòng)或滾動(dòng)（如密相輸送）。

氣力輸送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算要點(diǎn)

1. 確定輸送方式與參數(shù)

- 輸送類型：根據(jù)物料特性（如粒度、密度、含水率等）選擇稀相（低濃度、高風(fēng)速）或密相（高濃度、低風(fēng)速）輸送。

- 氣流速度：需大于物料的“懸浮速度”（物料在垂直氣流中處于懸浮狀態(tài)的最小風(fēng)速），避免沉積。

- 輸送濃度：即物料與空氣的質(zhì)量比，稀相通常為1:10以下，密相可達(dá)1:10~1:30。

2. 管道設(shè)計(jì)

- 管徑計(jì)算：根據(jù)輸送風(fēng)量和氣流速度，通過公式  D = \sqrt{\frac{4Q}{\pi v}}  確定（ Q  為風(fēng)量， v  為氣流速度）。

- 管道布置：盡量減少彎頭和支管，彎頭曲率半徑一般為管徑的3~5倍，以降低阻力和物料磨損。

3. 阻力計(jì)算

- 包括管道沿程阻力（與管徑、長(zhǎng)度、氣流速度相關(guān)）、局部阻力（彎頭、閥門等部件）及物料懸浮和加速的阻力。

- 總阻力需通過經(jīng)驗(yàn)公式（如阿特金斯公式）或軟件計(jì)算，用于選擇風(fēng)機(jī)功率。

4. 設(shè)備選型

- 供料裝置：如旋轉(zhuǎn)給料器（稀相）、倉式泵（密相），需保證物料均勻進(jìn)入管道。

- 風(fēng)機(jī)：根據(jù)系統(tǒng)總阻力和風(fēng)量選擇離心風(fēng)機(jī)或羅茨風(fēng)機(jī)，需考慮風(fēng)壓裕量（通常10%~20%）。

- 分離器與除塵器：如旋風(fēng)分離器、袋式除塵器，確保物料與氣流高效分離，滿足環(huán)保要求。

5. 物料特性驗(yàn)證

- 通過物料的流動(dòng)性、磨損性等參數(shù)，驗(yàn)證輸送方案的可行性，必要時(shí)進(jìn)行小規(guī)模試驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)。

設(shè)計(jì)時(shí)需綜合考慮物料特性、輸送距離、產(chǎn)量等需求，結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)與計(jì)算軟件（如Fluent等）進(jìn)行優(yōu)化，以確保系統(tǒng)高效、穩(wěn)定運(yùn)行。