物料风送计算

因无罗茨风机及高产量、高远距离实际生产的经验，以下计算可参考比照：

碱纤维素风送系统的计算：

碱纤维素微粒的流动形态，大致如下：

物料在管道中输送时，是悬浮状态，因为此时气流上升的速度u 等于物料颗粒本身固有的向下沉降速度u t ，将此时的气流速度称为该物料的悬浮速度u t ，u t 与u t 数值相同方向相反。 u t 的通用计算式：

u t ＝ρζ

ρρ3)1(4g d -米/秒 式中： d ——物料颗粒直径（m ）

ρ1——物料颗粒密度（kg/m 3）

ρ——空气密度（kg/m 3）

g ——重力加速度（m/s ）

ζ——阻力系数

ζ=f （R e ） 而R e ＝ d u t ρ/μ 或图解查表求得

Ar ＝d 3ρ（ρ1-ρ）g/μ2 R e ＝Ar 0.618Ar

+ （适用于≤2×105）

R e ——雷诺准数

μ——空气动力粘度（kg.s/m 2）

Ar ——阿基米德准数

只要u 大于u t 物料就前进，要使物料颗粒可以悬浮，实际所需气流速度比理论计算u t 要大，一般情况下：

u 实=（2.1～4.0）u t

对于高密度和粘性物料U 实=（5.0～10.0）u t

u 实过高，能量消耗大，管道摩擦严重，u 实过小系统工作不稳定，增加阻力，易堵料。 假设碱纤维素 α—cell 31.0% NaOH 17.0%

密度ρ1=240 kg/m 3 平均粘度μ=60mp

碱纤维素颗粒直径d=5mm

室内平均温度t=20℃

(以上需要实测)

空气密度ρ= 1.164kg/m 3

空气动力粘度μ空=1.86×10-6kg.s/m 2

计算Ar ：

Ar ＝d 3ρ（ρ1-ρ）g/μ2

＝0.0053×1.164×（240-1.164）×9.8/（1.86×10-6）2

＝9.844×108

R e ＝Ar 0.618Ar

+

＝9.844×108/（18+0.610000009.844⨯）

＝1.65×105

由R e＝d u tρ/μ可以推导出u t＝R eμ/dρ

u t＝R eμ/dρ

＝5.27m/s

另外一种计算u t的方法：流动为湍流时（R e＝500～2×105，这一范围也称牛顿区）查表C R≈0.44

u t =

R g

d

C 3)

1

( 4

ρρ

ρ-

=

44

.0

164

.1

3

8.9 )

164

.1

240

(

005

.0

4

⨯

⨯⨯

-

⨯

⨯

=5.52m/s

两种方法计算结果相近，按第二种结果计算。

G=300kg/min=5kg/s

气流临界速度u fm

u fm=10×（G/ρ）0.2+u t

=10×（5/1.164）0.2+5.52

=18.9 m/s

最佳气流速度

u佳=k1.u fm

=1.18×18.9

=22.31m/s

（一般情况下：u实=（2.1～4.0）u t k1取1.18没有理论依据，比照前辈计算）如取k1＝2.5计算：

u佳=k1.u fm

=2.5×18.9

=47.25m/s

（因k1可在2.1～4.0范围内取值，取值直接影响计算结果，可参考计算）气流输送料另一个很重要的参数是料气比，也叫混合比，物料与空气量比

G1/G=G1/Vρ

其中G1——单位时间物料输送量kg/h

G ——单位时间空气输送量kg/h

V ——单位时间空气输送量m3/h

ρ——空气密度1.164kg/m3

在保证正常运行的前提下，应力求达到较高的料气比，但料气比不能过高，临界料气比计算如下：

μ临＝0.56×10-3×(u fm - u t)5/ u佳

＝0.56×10-3×(18.9 -5.52)5/22.31

＝10.76

最佳料气比：

μ佳＝k2. μ临

＝0.9×10.76

＝9.68

所需输入空气量

G=G1/μ佳＝300kg/min ×60min/9.68＝1860kg/h

V ＝G/ρ＝1860/1.164＝1598m 3/h

物料输送管径

D ＝υ

π⨯V 4

＝360031.2214.315984⨯⨯⨯ ＝160mm

如取k 1＝2.5；u 佳=47.25m/s 进行计算

则μ临＝0.56×10-3×(u fm - u t )5/ u 佳

＝0.56×10-3×(18.9 -5.52)5/47.25

＝5.08

最佳料气比：μ佳＝k 2. μ临

＝0.9×5.08

＝4.57

所需输入空气量

G=G1/μ佳＝300kg/min ×60min/4.57＝3939kg/h

V ＝G/ρ＝3939/1.164＝3384m 3/h

物料输送管径

D ＝υ

π⨯V 4

＝360025.4714.333844⨯⨯⨯ ＝160mm

两次计算结果显示管道采用DN200即可，管道使用DN250保证量更高应无问题，但为保证风速相应送风量应增加。

取k 1＝2.5；u 佳=47.25m/s 进行计算：

送风量V ＝πD 2 u 佳/4=3.14×0.252×47.25×3600/4=8345m 3/h

取k 1＝1.18；u 佳=22.31m/s 进行计算：

送风量V ＝πD 2 u 佳/4=3.14×0.252×22.31×3600/4=3940m 3/h

风机流量选取应高于3940 m 3/h ，同时，考虑旋风分离器进气口风速在15～25m/s 为比较合理的范围（25m/s 时流量为4416m 3/h ）。

风压选取计算及影响因素比较复杂，建议参考现有罗茨风机参数基础上，测量风机出口——管道——旋风分离器实际压力降，选取风机压力。

风机功率和效率：（可由厂家确认）

N ＝V*p t /1000η

V ——实际风量（m3/s ）