气力输送与场内运输考试复习资料

气力输送的定义、优缺点；在木材工业中的应用气力输送是一项综合性技术，它涉及流体力学、材料科学、自动化技术、制造技术等领域，属输送效率高、占地少、经济而无污染的高新技术项目。

优点1)结构简便，不需占用生产场所2)灵活性较大，便于安装调整3)投资少，适宜长距离运输，运输量大4)易于实现物料输送过程装、卸、运输等工序的全面自动化5)能改善车间的卫生条件和生产条件6)可防止引起外界环境污染，且物料不会受到外界环境的影响缺点：能耗大、有噪声污染、对设备产生磨损。

应用：（1）气力输送装置作为各类木材碎料（木片、纤维、刨花、木粉等）的运输设备：（2）在人造板生产中，除利用气力输送装置运输木材碎料外，还能实现某些工艺方面的效能。

气力输送装置的类型及主用构成部件按散碎物料在管道内的运动状态分：1、稀释流输送（或称悬浮流输送）2、密集流输送（或称柱塞流输送）3、其他性质的气力输送，如采用重力式空气槽输送、喷射气流输送等按输送方式分类：1、吸送式（吸入式）：管内气流压力低于大气压2、压送式（压出式）：管内气流压力高于大气压3、吸压综合式（混合式）主要构成部件：源动力：风机、压缩机或真空泵等，用于产生气流。

供料器：旋转阀、文丘里管、螺旋供料器或其他供料装置，用于在控制下把物料送入气流管道中。

输送线：直管、弯管和分流阀等。

分离装置：降尘室、旋风分离器、各种除尘器等，将物料与气流分离。

粉尘的堆积密度、安息角、滑动角的定义粉尘自然堆积状态下，单位体积粉尘的质量称为粉尘的堆积密度粉尘自漏斗连续落到水平板上堆积成圆锥体，圆锥体的母线同水平面的夹角称为粉尘的安息角，又称休止角、堆积角滑动角指将粉尘置于光滑的平板上，使该板倾斜到粉尘能沿平板滑下的角度悬浮速度、沉降速度的定义；悬浮速度的确定方法物料处于直立管段内时，自下向上通一气流，则物料受到气流推力的作用，迫使物料上升。

当物料所受重力与气流推力相平衡时，物料就会悬浮在管道中某一高度，既不上升，也不下降，此时的气流速度称为该物料的悬浮速度。

当物体从静止状态在空气中自由下落时，由于受到重力的作用，下落速度将愈来愈快，同时，物体受空气的阻力亦逐渐增大。

当物体的自重G 以及物体在空气中受到的浮力P 和阻力R ，按下列关系达到平衡时，即：G=P+R 则物体将因惯性作用而以等速v 沉向下沉降，这一速度就叫做沉降速度。

悬浮速度的确定1、实验法2、计算法混合浓度（实际重量混合浓度、流出重量混合浓度）的定义，木材工业中混合浓度的范围流出重量混合浓度：单位时间内通过输送管道截面的固体物料重量与空气重量之比。

实际重量混合浓度：单位长度的输送管段中，物料的重量与空气重量之比。

在木材工业中，流出重量混合浓度最大可以达到8，当μ= 2～4较合理。

车间内或厂区内的木材碎料气力运输装置，μ= 1～2也能获得较好的效果。

在实用的木材碎料气力运输装置中，往往μ= 0.3～0.7，这不够经济，但有时可以满足工艺上的要求。

国外用于运输木片的气力运输装置μ= 2～6。

对于车间木屑气力吸集装置，为了吸净机床排出来的碎屑，必须同时吸进大量的空气，所以其工作浓度很低，通常μ≤0.2。

水平管内混合气流的输送状态及影响输送状态的因素，保持悬浮输送的条件。

输送状态：1、悬浮流：气流速度大，物料在管内接近均匀分布，呈悬浮状态输送。

2、底密流：越接近管底，物料分布越密，但没有停止，物料粒子一边作不规则的旋转与碰撞，一边被输送前进。

3、疏密流：气流速度再降低，成为疏密不均的流动，也有一部分粒子在管底滑动，但没有停滞。

这是物料粒子作悬浮流动输送的极限状态.4、停滞流：大部分粒子失去悬浮能力，停留在管底，使该处截面变窄，气流速度增大，在下一瞬间又把停滞的粒子吹走。

这样粒子边走边停，呈现不稳定的输送状态。

5、部分流：当v 过小时发生6、柱塞流：堆积的物料充满了输送管，依靠空气的压力能输送。

影响输送状态的因素：气流速度、混合浓度保持悬浮输送的条件：气流速度最大启动速度、临界速度的定义启动速度：物料在水平管道内开始沿管底滑动时的气流速度。

临界速度：使物料在水平管道内达到稳定的浮游流动所要求的最小气流速度，通常也称最适合气流速度压力的单位、换算；绝对压力、相对压力、真空度的概念压力的法定单位是帕（Pa）,另外还有单位兆帕，1MPa= 106Pa1标准大气压 = 0.1013MPa包围在地球表面一层很厚的大气层对地球表面或表面物体所造成的压力称为“大气压”,符号为B:直接作用于容器或物体表面的压力,称为“绝对压力”,绝对压力值以绝对真空作为起点,符号为P ABS。

用压力表、真空表、U形管等仪器测出来的压力叫“表压力”,又叫相对压力.“表压力”以大气压力为起点,符号为P g。

三者之间的关系是P ABS = B + P g处于真空状态下的气体稀簿程度称为真空度。

通常用“真空度高”和“真空度低”来表示。

真空度数值是表示出系统压强实际数值低于大气压强的数值，即真空度=大气压强-绝对压强练习：测得某风管一点的全压力为64mmH2O，静压力为50mmH2O，试求此测点的动压及风速。

压力损失的计算（沿程压力损失、局部压力损失）压力损失包括沿程压力损失和局部压力损失。

沿程压力损失：指液体在直管中流动时因液体具有的粘性而产生的压力损失。

局部压力损失：指液体流经如阀口、弯管、通流截面变化等局部阻力引起的压力损失。

式中：△P——圆形直管内流过纯空气时的沿程摩擦阻力（Pa）l——通直管段长度（m）d——通直管段直径（m）v——管道截面上的平均气流流速（m/s）γ——管内空气的重度（N/m3）λ——纯空气在管道中的摩擦阻力系数局部阻力的类型1、弯管：弯管中的压力损失通常与管道直径、弯曲角度、曲率半径、混合气流浓度、物料的物理性质及气流在管内的流向等因素有关。

2、三通管：气流流过三通管时，发生气流的汇合（吸风三通管）或分离（送风三通管）。

两股气流汇合时会发生一股气流对另一股气流的冲击，产生旋涡现象，引起压力损失；当一股气流在送风三通管处分离成两股气流时，也会产生压力损失。

3、突扩管与突缩管：气流流过截面突变处会产生涡流，因而有能量损失。

4、渐扩管与渐缩管①渐扩管：气流流过渐扩管时，速度逐渐降低，造成的压力损失比流过突扩管时小。

气流的一部分动压转换成静压。

②渐缩管：气流速度逐渐增大，一部分静压转变成动压。

与同尺寸的渐扩管相比，其压损小。

5、孔板、阀门①孔板：孔板常用于调节管路阻力或测量气流等。

以气流在管道内的速度v所对应的动压来体现其压损。

②矩形管道内闸板阀③圆形管道内闸板阀④旋转阀弯管的截面形式及减小弯管处压力损失的措施截面形式有四种：减少弯管处压损的措施：（1）弯管要平整均匀地弯曲，尤其是内壁要光滑；（2）增加弯管的弧度R/d的值，一般要求R≥2d，通常R=(3～6d)。

对于车间木屑气力吸集装置取小值，气力运输装置的弯管取大值。

合理结构三通管的结构特点当三通管结构设计合理时，可以使流体阻力很小，在实际计算中可忽略，即ξ=0。

这种三通管的结构特点：（1）两股气流汇合的角度很小（≤8º，几乎是平行汇合）；（2）汇合处的断面上速度相等；支管上的弯头离两管汇合处有相当一段的距离突扩管、突缩管的阻力系数的确定①突扩管流经突扩管时，由于流体质点具有惯性不能转弯，因而空气不能立即充满该部位，所以在截面扩大处形成涡流区。

能量消耗的组成：在涡流区内，质点相互摩擦有能量消耗；另外由于气流速度发生变化，管内气流速度分布重新改组，对气流运动产生干扰，也有能量消耗。

局部阻力系数ξ：以进口截面处的速度v1反映②突缩管：压力损失的产生：气流由截面F1过渡到截面F2，在截面F2进口处，气流受到回转离心力的作用，产生涡流区，会消耗一部分能量。

局部阻力系数ξ的计算：以进口截面处的速度v2反映混合气流在管道中流动时压损的构成、影响因素混合气流管道输送系统的压力损失构成：1．沿程压力损失：沿程损失与哪些因素有关：L、d、υ、γ、μ2．局部压力损失：ξ——纯空气通过局部构件的局部阻力系数，并联管道的特点；支管阻力平衡计算（计算题）并联管道特点：（1）若干根分支管道并列交汇联接而成的管路，（2）汇合的主管内总气流量等于各分支管路内气流量之和，（3）各分支管道在汇合的主管断面上气流压力能相等，速度趋于相等，（4）各并联支管内的压力损失相等。

平衡计算实例：各段管长如图所示（m），各弯头阻力系数取0.15，各吸料器阻力系数如图所示。

已知：AB管段所需气流量为Q=15m3/min，气流速度v=17m/s；BC管段所需吸气量为Q=14m3/min，气流速度v=16m/s。

试确定AB、BC和BD段的直径及总压损。

(1)求AB段阻力：包括8.3m的直管段，3个弯头及1个吸料器得：d=137mm，取d AB =135mm，则v=17.5 m/s。

此吸气支管的压损为（2）计算BC段压损：BC段包括8.0m的直管，2个90°的弯头及1个吸料器。

得：d=136mm，取d=135mm，则v=16.3 m/s。

此吸气支管的压损为（3）管段AB与BC的压损百分差为：为达到平衡，应增大管段BC的压损，取BC段直径d = 130mm，则v = 17.6 m/s，管段AB与BC的压损百分差为因此：BC段管道直径d BC= 130mm，△P BC= 489 Pa。

计算BD段压损：得：d = 190 mm，取d BD=190 mm，v =17m/s总压力损失：压出段供料器的作用、类型供料器的作用：吸入物料并使其加速。

用于压出管段的供料器须具备定量供料、使空气与物料充分混合、悬浮及密闭闭风的兼备作用；吸入管段的供料器只需考虑定量供料。

类型：①喷射注入式供料器：适用于低压式（<5kPa）压送式气力运输装置；②旋转叶轮式供料器：低压、中压和高压③螺旋式供料器：较高压力（<2.5 atm）喷射式供料器的原理、特点及应用工作原理：在截面Ⅰ-Ⅰ处由于截面积较小，此处气流速度大，静压力小，当截面Ⅰ-Ⅰ大小设计合理时，静压力等于0，管内气流不会向装料口外方喷出，外面的物料由此装入管内；往后截面积逐渐扩大，气流速度减小，动压转换成静压，推动物料前进。

特点：（1）结构简单，外形尺寸小，无传动及旋转部分，在使用中有足够的可靠性；（2）能量损失大，效率低（压损达20 ～30%），仅适用于低压式气力输送装置（<5KPa）。

应用：当输送木材碎料时，喷射注入式供料器后方的压出管段长度不宜超过60m，气流混合浓度应取μ≤1，生产率一般不超过5t/h。

叶轮式供料器的原理、安装方式及应用工作原理：通常的旋转供料器结构是带有数个叶片的转子在圆筒形的机壳内旋转，从上部料斗靠自重落入的物料，充塞在叶片间的空格内，随叶片的旋转到下部而卸出。