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粉体密相气力输送模型及机理装置
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粉体气力输送是一项利用气体能量输送固体颗粒的古老而有效的技术,迄今已有100多年的历史。在粉体气力输送的发展历史中,尤其是近几十年,粉体的气力输送技术有了突飞猛进的进步。在稀相悬浮式气力输送方面,不同行业的研究者研究水平均已达到较高层次,在某些参数计算及其输送机理方面都已达成了共识。稀相悬浮式气力输送技术在建材、冶金、化工等行业有了广泛的应用。理论与实践都证明粉体的气力输送具有机械输送所不具备的优越性,如设备简单、布置灵活、易于收尘等等,但同时,这种稀相悬浮式气力输送的不足之处也逐渐引起了人们的注意,如所需功率较大,是斗式提升机的2—4倍,是带式输送机的15—40倍;管内料速快,一般约在20—30m/s,造成管道磨损十分严重;气固分离量大等。这些弊端给气力输送研究人员提供了又一研究课题——开发一种能耗低、固气比大、气固分离量小、性能更优越的输送技术。近期逐渐兴起的密相气力输送技术引起了气力输送研究人员的极大兴趣。
密相气力输送技术主要是指栓流气力输送,粉料在输送管中不再散开,而是形成料栓、依靠料栓两端的静压差向前移动,具有低速、密相及低动力指数的特点,而且由于材料的磨损与流速的二次方或三次方成正比,因此气流速度的减小大大延缓了材料的磨损。随着固气比的提高,气力输送的动力指数显著下降,是一种更理想的输送方式。
1.密相气力输送的流动模型及机理
从流动形式来分,密相气力输送可分为栓塞式气力输送及非栓塞式密相气力输送两种。非栓塞式密相气力输送主要是密相动压输送,物料在管道内非均匀分布,成密集状态,但管道并未被物料堵塞,因而仍然是靠空气动能来输送。一般气流输送速度为8—15m/s,固气比范围一般在30—70之间。栓塞式气流输送一般是密相静压输送,是指物料在输送管道内堆集成料栓。料栓之间充满了空气,完全依靠两端的静压差推动前进。这种输送方式气流速度在8m/s以下,输送压力一般为0.2mpa左右,固气比在25—250之间。
2.非栓塞式密相气力输送的流动模型
大部分理论和实验对非栓塞密相气力输送考虑的是完全悬浮流,但即使在稳定的水平管稀相流动时,上层固体质量流率与下层相比也不应忽略。
3.栓塞式密相气力输送的流动模型及机理
(1)料栓前面的空气栓里,上层是分散的颗粒,下层是静止的料层;
(2)料栓向前移动时,堆起前面的静止料层,同时又在其后留下一定量的物料。当料栓堆起的物料等于留下的物料时,料栓稳定输送;当这种平衡被破坏时,便可能形成长料栓或料栓破坏。
4.非栓塞式气力输送装置
非栓塞式气力输送技术在工业中应用十分广泛,常用的工业设备主要有螺旋气力输送泵、仓式泵、流化罐式气力输送装置及紊流双套管系统。
(1)螺旋气力输送泵:主要是由节距逐渐减小的螺旋输送机及喷气室组成。输送压力大约0.2mpa,固气比约为30—40,输送速度在10—20m/s之间。
(2)仓式泵:也称发送罐式气力输送装置,在水泥工业中应用最多的是下送料式发送罐,也就是单仓泵系统。这种系统的料罐与输送管道通过牛角变径管连接,并在牛角变径管尾部引入输送空气。在实际应用时,输送压力通常是0.5mpa左右,固气比为10—30之间,而且单仓泵是间歇输送。
(3)流化罐式气力输送:这种技术是将物料装于密闭的罐中,进行充气流化,而后进行压送。从输送实例来看,所使用的平均压力一般是0.2—0.3mpa,固气比为20—60。(图/文http://www.changrong-jx.com/)
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