气力输送原理总结

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气力输送原理

第一节气力输送的基本原理

一、沉降速度与悬浮速度

散粒物料在气流中运动时，沉降速度和悬浮速度是它的最基本性质。当直径为d 的球形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 =πd3 /6 （ν物-ν 气）则物体将因惯性作用而以等速γ沉向下沉降，这一速度就叫做沉降速度。

在上式中: （）R=CS- ν气/2g·ν沉2 =C·π d2 /4·γ气

/2g ·ν沉2

式中: γ物、γ气——物体和空气的比重

g——重力加速度

S——物体在运动方向的投影面积，亦叫迎风面积

C——物体以沉降速度运动时的阻力系数

物体的沉降速度为：

γ沉= [ 4gd/3C·（γ物-γ气）/ γ气] 1/2 =3.62[d （γ物-γ气） /γ气·C] 1/2 设沉降速度为ν 沉的物体，放在垂直向上的速度为ν的均匀气流中，则物体运动的绝对速度ν 物将为：γ物=γ-γ沉

此时，如果ν =ν沉，则物体的绝对速度ν 物=0，即物体在气流中停在原处，既不上升，也不下降。通常将这时的气流速度称为物体的悬浮速度ν悬。物体的悬浮速度在数值上与沉降速度相等，即ν悬=ν沉。由此可见，当物体处在大于其悬浮速度的气流中时，则物体将被气流带动。

在垂直管道中，气流动力同物料重力处在同一直线上。要使物料能与气流同向运动，则气流的速度必须大于物料的悬浮速度。所以，悬浮速度是实现气力输送时确定气流速度的依据。但是，物料在管道中的运动十分复杂，受着多方面因素的影响；同时，被输送物料的形状通常是极不规则的，所以，各种物料的实际悬浮速度需要通过实验来确定。

在水平管道内，由于气流的动力方向同物料颗粒的重力方向垂直，因而共悬浮和运动状态更为复杂。在选择气流速度时，通常仍以垂直管道内的悬浮速度为依据。部分谷类物料的悬浮速度见表

表部分谷类物料悬浮速度参考值

名称v 悬（米/ 名称v 悬（米/ 名称v 悬（米/ 秒）

小麦9～11 糙米9～12 油菜仔8

面粉2～3 大糠（谷壳）2～大豆9～

麸皮1～3 糠1～2 大麦9～11 一皮物料6～7 稗子

7 高梁11.8 大麦心4.3～5 并肩11 荞麦7.5～8.7 中心4 ～4.5 玉米10 ～14 燕麦8 ～9 细麦心2 ～4 花生15 豌豆15～稻谷8～10 棉籽9～10

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在实际的气力输送管道中，由于物料相互之间和同管壁之间的碰撞以及管道内气流的不均匀等多种原因，实际所需的气流速度远比物料的悬浮速度为大。

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二、管流中物料颗粒的运动状态

（一）物料颗粒在垂直管道中的运动状态 在垂直输料管道中，物料颗粒的重力方向与空气动力的方向处于同一垂直直 线上，但方向相反， 只要气流的速度大于物料颗粒的悬浮速度， 物料颗粒就会随 气流向上运动。 但在紊流气流中， 因有与流向相垂直的分量存在， 管道内的气流 速度又是不均匀的， 物料颗粒的形状通常也不规则， 且物料相互间或与管壁间相 互碰撞产生旋转， 致使物料颗粒的运动呈不规则的曲线上升状态。 在垂直输料管 中，物料颗粒在管道内的分布基本是均匀的。

（二）物料颗粒在水平管道中的运动状态

在水平输料管道中， 物料颗粒的重力方向与空气动力的方向相垂直， 空气动 力对物料的悬浮不起直接作用， 但物料颗粒仍然能被悬浮输送， 这是因为在气流 水平动力的作用下，产生了以下几种悬浮力来对抗重力， 如图所示，从而使物料被悬浮。

1. 垂直方向上的分速度产生的作用力（图 1）。

2. 处在管底的物料颗粒， 其上下部因速度不同形成的静压差而产生的作用力。 （图 2）。

3. 物料颗粒周围的环流与管内气流共同作用形成的升力 （图 3）。贴近管底的物料， 在气流的推动下向前滚动， 由于流体具有粘性， 颗粒周围的空气便被带动， 形成 环流。颗粒上部的环流与气流的速度方向相同， 叠加后速度增大； 颗粒下部的环 流与气流的速度方面相反， 叠加后速度减小； 这样， 颗粒的上下部因速度不同而 产生静压差，从而产生对颗粒的升力。

4. 颗粒的形状不规则，受到的推力在垂直方向的分力（图 4）。

5. 颗粒相互间或与管壁碰撞受到的反作用力在垂直方向的分力（图 5）。 在上述

悬浮力的共同作用下，物料在水平管道中悬浮并随气流被输送。

在水平输料管中， 物料颗粒群受管道内气流速度大小的影响， 呈现以下六种运动 状。

1. 悬浮流：管道内输送气流的速度较大时，物料基本上处于均匀分布状态，物料 颗粒在气流中呈悬浮状态

输送。

2. 底密流：管道内输送气流的速度减小时，越接近管底处，物料的分布越密集， 但没有出现停滞。物料颗

粒一面作不规则的旋转、碰撞，一面被向前输送。

3.

疏密流：管道内输送气流的速度进一步减小时，物料在水平管道内呈疏

密不均匀的流动状态，部分物料

颗粒在管底滑动，但没有停滞。

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4.停滞流：随着管道内输送气流的速度再次减小，大部分的物料颗粒失去被气流的悬浮，停滞在管道底部。此时，管道的局部区段因物料积聚而使管内断面变小，气流速度在该区段增大，使停滞的物料重新被吹走，形成停滞、积聚、吹走相互交替的不稳定输送状态。

5.部分流：管道内输送气流的速度过小时，气流就失去对物料的悬浮能力，物料颗粒堆积在管底，气流在上部流动。堆积的物料表面，有部分颗粒在气流的作用下作不规则的移动，同时堆积层也随着时间作沙丘

移动似的流动。

6.柱塞流：当部分流也不能实现时，管道即被堵塞，物料呈柱状间隔充满管道。由于物料柱前后的压缩空气存在压力差，物料就依靠静压差的推动而被输送。

第四章气力输送技术

第二节气力输送装置的基本形式

根据设备组合情况的不同，气力输送装置一般可分为吸气式、压气式和混合式三种基本形式。

一、吸气式气力输送装置

上图所示为固定式码头吸粮机，它是吸气式气力输送。装置的一种形式。从图中可以看出，物料的输送都是在风机的吸气管道一侧进行。

当风机7 开动后，在风机的吸气管道内造成一定的负压。这时，在管道外面的空气，就被大气不断地压入管道。与此同时，物料也被空气带动通过吸嘴1 进入管道2 ，并被输送至卸料器3。在卸料器中，物料和空气分离，然后从卸料器底部的关风器4 排出。空气则经除尘器5 和6 净化后进入风机，然后排** 气。或再经一道除尘器二次净化后再排** 气。这种输送方式的特点是；

1．可以从几处同时吸取物料，输送到一处集中。

2 ．适宜于堆积面广，或装在低处深处物料的输送。3．只要有空气吸入口，就能很容易地把管道伸入到一些狭窄的地方（如料斗下部），吸取物料进行输送。

4 ．在输送过程中，没有灰尘飞扬，供料口可以敞开，供料和输送可以

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