第6章 气力输送

～ 0.006
～ 0.8
～ 0.03
～ 0.1
当物料床层达到流态化状态后，床层压降为恒定，而单位
高度床层的压降随气流速度的增加而下降，气流中物料浓度不 断被稀释，当气速增加到气流中仅剩下最大颗粒时，单位高度 床层压降出现最小值，此前床层的压降主要为气流与颗粒间的 摩擦损失。当气流速度v超过了物料中最大颗粒的悬浮速度Ut， 最大颗粒将以速度U（v - Ut）向上移动，此时的压力损失为纯 气流流动的压力损失，这一过程中单位床层压降最小值时的气
2d s2 s 0 g 30 dt2 g
整理得：
n
四、气力输送过程的工艺参数

管内空隙率
管内空隙度为：
Vb Vs n 6 = 4 dt2 Vb ds 4
dt2
ds

d s3n
0 g 1 s 0 g
由于ρs>>ρg，则管内空隙度可近似表示为：
s, g g 1 0
四、气力输送过程的工艺参数

管内空隙率
气固混合物的颗粒浓度越高，管内的空隙率就越小，若管径为dt， 取长度等于颗粒粒径ds的管段，并设n个颗粒(单个颗粒体积为Vs)在管道 截面上均匀分布，则：
d s3 0 =
6
s n
dt2 d s3 ds n g 6 4
2、物料在管道内密闭输送，不受环境、气候等条件影响，
物料漏损、飞扬量很少，环境卫生较好。 3、设备操作控制容易实现自动化。 4、输送量和输送距离较大，可沿任意方向输送。可把输送 和其他工艺过程(干燥、冷却、混合、分选等)联合进行
五、气力输送的特点 缺点：
1、动力消耗较大 2、管道和供料器磨损过快 3、输送的物料有限制，目前多用于输送粉状物料， 不易输送大粒径、潮湿易黏结和怕碎的物料
对水分多的物料比压气式容易输送。
6 ．当通过风机的气体没有很好除尘时，将加速风机磨损。
混合式气力输送系统
混合式气力输送的特点：
1、可以从几处吸取物料，又可把物料同时输送到几处， 且输送距离较远。 2、含料气体通过风机，使风机磨损加速；整个装置设 备较复杂。
流送式气力输送
空气输送斜槽将空气不 断通过多孔透气层充入粉
0 g g 1 =1s s
四、气力输送过程的工艺参数

例：
已知管内输送数据: 输送比：μ=50 物料密度：ρs=3000kg/m3 空气的表观速度：ug=21.25m/s
固体颗粒输送量：Gs=36000kg/h； 物料悬浮速度：ut=3m/s； 管道入口空气密度：ρg=1.2kg/m3；
Gg Aug ,t

ug g A Aug ,t
g
ug u g ,t
g
Ap A
四、气力输送过程的工艺参数

管内混合物的密度
管内混合物的密度ρs,g：
s , g = g , p + s , p =
g Ap
A
1 0
当输送量较小，Ap≈A时，管内混合物的密度ρs,g可简化为：
好的气密性能，排料要连续可靠，不易破碎物料，外形尺寸
要小，特别是高度要低。 常用的闭风器有需要传动的叶轮式闭风器和不需传动的
料封压力门闭风器等。

料封压力门
• 依靠堆积一定高度的物 料来保持气密要求的 • 结构简单，制作方便， 不需传动 • 缺点是需要有较高的垂 直高度，否则容易漏风 • 对于粉状物料效果较差
面，可使气流在整个截面上容易均匀分布，同时，其
阻力亦比共它形状的管子为小，制造、安装也较方便。
弯头
卸料器
卸料器是使物料从气流中分离出来的设备。对它的要求 是： (1) 分离效率要高 (2) 性能要稳定。即当输送条件稍有变化时，也要具有 稳定的分离能力。 (3) 结构简单，体积紧凑。容易磨损的部位能拆卸更换， 检查维修要方便。另外要有较多的透明部分，以便观察和操 作。 (4) 要具有“一风多用”的作用。即不仅能卸出物料，而 且还能把其中的灰尘和杂质等分离出来，并对物料表面有一 定的摩擦清理作用。
Chapter6
气力输送
一、气力输送的基本原理 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的球形颗粒以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，颗粒受空气 的阻力亦逐渐增大。当颗粒的自重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；
状物料中，使物料变成类
似流体性质，因而能由机 槽的高端流向低端。 物料集团输送也称为栓 流气力输送，是通过气体 压力将管道内的物料分割
成许多间断的料栓，并被
气力推动沿管道输送。
2、附件
供料器
输料管
输料管是用来输送物料和空气混合物的管道，它 通常连接在供料器和卸料器之间。输料管采用圆形截
四、气力输送过程的工艺参数

料-气输送比
若输送管道内颗粒与空气的表观速度(m/s)分别为us、ug，则在单位
长度管道上的物料量qs和空气量qg分别为：
Gs q源自文库 = us
比，记为μ0，可用下式表示
qg =
Gg ug
在单位长度管道上物料与空气的流量比，称为管道内的真实速度
qs Gsug 1 0 = qg Gg us us u g
G PR
则颗粒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。
设沉降速度为v沉的颗粒，放在垂直向上的速度为v的均匀气 流中，则颗粒运动的绝对速度v物将为：
v物 =v v沉
此时，如果v=v沉，则物体的绝对速度v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。物体的悬浮速度在数值上与沉降速 度相等，即v悬=v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。
流速度称为“经济速度”。
（2）噎塞速度Uch 当气流与固体颗粒摩擦损失的降低正好等于颗粒浓度增加所 造成的压力降，若气速再降低将不能支持固体，全部固体颗粒将 堆积管底，被固体噎塞。此时的气速称为噎塞速度。因此，噎塞 速度为稀相垂直输送所需要的最低气速。 2、气力输送装置类型选择考虑因素 1、按物料的输送特性考虑 颗粒的形状、粒度及密度、磨损性及脆性等。 2、按装置的技术经济性能考虑 密相动压气送、稀相气送、压送式。 3、按生产过程的工艺特征考虑
四、气力输送过程的工艺参数

料-气输送比
料-气输送比，是指在气力输送过程中，固体颗粒和气体的质量流 量(kg/s)的比值，简称输送比，可用下式表示
Gs = Gg
输送比有时采用在输送管道单位长度上物料与空气的容积比表示，
称为容积浓度或容积输送比，用σ表示：
g Gs / s = Gg / g s
这类气送装置有：高压压送、高真空吸送和流态化输送。 输送比的变化范围大，对于高压压送和高真空吸送的输送比大 致为15 ～50之间，流动状态呈脉动集团流。
3、密相静压气力输送 特点是物料密集而柱塞管道，依 靠气流的静压来推动物料，称为密相静压气力输送。
图8-1
图8-2
各类气力输送装置的对比
三、 气力输送装置的类型选择原则 1、经济速度和噎塞速度 （1）经济速度UC
四、气力输送过程的工艺参数

管内气体流速
管中固体颗粒占据了部分管道的截面积，以As表示，管道的截面积 以A表示，则空气的流通净面积为：Ap=A-As。此时，空气的表观速度和 真实速度如下： 表观速度：
ug =
Gg
g A
真实速度：
u g ,t =
Gg
g Ap
u g ,t
ug ,t g As A 1 =1+ ug Ap Ap us s
箱式卸料器 以木条或角钢为框架并镶 嵌玻璃的三角形箱子。 垂直提升的物料和空气由 输料管经变形管冲向圆弧形顶 盖，然后折向沉降室。由于圆 弧形顶盖对物料的碰撞和摩擦， 以及沉降室体积的扩大，使物 料失去原来的运动速度，并在 自身重力的作用下向下降落， 流经淌板，而从出口经关风器 排出。 物料中的灰尘和一部分轻 杂质，则随同气流从出风管吸 出，然后去除尘器收集。
当输送比较小时，ug,t≈ug，此时，就可用ug作为管道内的真实速度。
四、气力输送过程的工艺参数

管内混合物的密度
管内单位容积物料的质量，即管内物料密度ρs,p：
ug g Gs Gs Gg s , p = Aus Gg Aus us
管内单位容积空气的质量，即管内空气密度ρg,p：
g , p =
4、按多种类型的组合考虑
三、气力输送系统及附件 1、气力输送系统：混合＋输送＋分离
正压气力输送系统
正压气力输送特点： 1．将输料管分叉并安装切换阀，即可改变输送路线或同
时向几个地方输送。
2．因为输送空气的压力可以提高到风机额定的最高排气 压力，所以即使输送条件有些变化，也能保持一定程度的 适应性，适合于高浓度长距离输送。 3．整个装置内部处于正压状态，物料易从排料口排出。 卸料器和除尘器结构较简单，但供料器结构较复杂，且只 能由一处供料。在输送过程中，灰尘容易飞扬。 4 ．风机磨损小。
气力输送与机械输送的功率消耗比较
输送方式 气力 输送 机械输送
稀 相
密相栓 带 式 输 振 动 输 斗式提 螺 旋 流 送机 送机 升机 输 送 机
压 送 吸送 式 式
功率消耗
0.002
0.03
0.001
0.0003
0.002
0.003
0.01
kW· h/(t· m )
～ 0.3
～ 1.0
～ 0.02
负压气力输送系统
负压气力输送的特点： 1．供料装置简单，能同时从几处吸取物料，而且不受吸料场 地空间大小和位置限制。
2．适宜于堆积面广，或装在低处深处物料的输送。
3 ．因管道内的真空度有限，故输送距离有限。 4．在输送过程中，没有灰尘飞扬，供料口可以敞开，供料和 输送可以连续进行。 5．由于输送气流的压力低于大气压力，水分容易蒸发，所以


弯头式卸料器 由进料变形管、矩形弯头、
调风阀、集料斗和出风管组成。
物料与空气的混合物由输
料管经变形管进入矩形弯头。 在弯头中，物料继续靠气流的 带动和自身的惯性力前进，并 滑向集料斗。空气和轻杂质则 经出风管吸出。
闭风器
闭风器，是使卸料器在有压力差的情况下，能够顺利 地排出物料，而又不致泄漏空气的一种设备。 闭风器是气力输送装置中十分关键的设备。它要求有良
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，因而其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。
在实际的气力输送管道中，由于物料相互之间和同管壁之 间的摩擦、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。
二、气力输送装置的分类及特性 1、稀相气力输送 特点是气流速度较高，物料悬浮在垂 直管中呈均匀分布，在水平管中呈飞翔状态，空隙率很大。物 料的输送主要依靠由较高速度的空气所形成的动能，因而称为 稀相输送。 通常采用的气速约为12～40m/s，料气混合比为1 ～5左右。 2、密相动力输送 特点是气流速度小于经济速度而大于 噎塞速度，通常在2 ～15m/s之间。此时，物料在管道内已不再 均匀分布，而呈密集状态，但管道并末被物料堵塞，仍然是依靠 气流的动能来输送，称为密相输送。
求：① 输送所需要的空气质量流量Gg和体积流量Q ② 管径 倍，求us ③ 管道单位截面积输送量
④ 若测定得到稳定输送时颗粒的速度us为管内空气实际流速的0.823 ⑤ 真实输送比μ0
⑦ 管内混合物密度 ⑥ 容积输送比σ ⑧ 管内空隙率
五、气力输送的特点 优点： 1、输送管道结构简单，占据地面和空间小，走向灵活， 管理简单。