2018年7月6日 作者：三河機(jī)械
近年來(lái)，
氣力輸送系統(tǒng)在電力、化工、建材、鋼鐵、食品等行業(yè)的應(yīng)用日趨廣泛，正在逐漸成為一種較為通用的輸運(yùn)手段，以往氣力輸送裝置的使用過(guò)程中，大部分采用稀相懸浮流的輸送方式，以確保輸送的可靠性為主要目的，但是這種輸送方式明顯存在耗能高、輸送效率低、磨損嚴(yán)重、輸送流量控制精度低等缺 陷。為了克服這些弊端，能耗低、固氣比大、氣固分離量小、性能更優(yōu)越的濃相氣力輸送技術(shù)引起了研究人員的大大興趣。
隨著濃相氣力輸送技術(shù)的廣泛應(yīng)用，其影響因素成為研究的又一焦點(diǎn)。影響濃相氣力輸送的因素很多也很復(fù)雜，主要有輸送物料料性、輸送管道特征（長(zhǎng)度、傾斜角度、彎頭等）、輸送壓力等。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，物料料性對(duì)濃相氣力輸送特性的影響至關(guān)重要。在濃相中這種影響來(lái)自料群團(tuán)的性能或流動(dòng)行為，其涉及范圍廣且影響大。
粉粒狀物料或散料的特性對(duì)其氣力輸送的成功和能夠達(dá)到的效果有很大的影響。不同種類物料的特性不同，而同一種類的物料也不一定具有相同的氣力輸送特性，例如不同粒徑的同一種粉料，其氣力輸送行為可以完全不一樣。所謂輸送特性是在物料質(zhì)量流量對(duì)空氣質(zhì)量流量的坐標(biāo)圖上，由等輸送管壓降線和等固氣比線在物料的輸送能力范圍內(nèi)建立起來(lái)的。其中，等輸送管壓降線很重要，對(duì)給定的管道，壓降線和形狀、斜率和量值，可以隨物料種類不同而有很大的變化。
1 粒子特性
1. 1 粒子尺寸
粒子尺寸以“粒徑”表示是一項(xiàng)基本性能,它既同單個(gè)粒子有關(guān)也與散料特性有關(guān)。粒徑可分為代表單個(gè)粒子的單一粒徑和代表許多不同尺寸粒子組合成粒子群的平均粒徑。對(duì)球形粒子可直接按其直徑清楚定義,但對(duì)不規(guī)則粒子的粒徑則要按以下當(dāng)量來(lái)定義,故又稱為當(dāng)量直徑。
按二維當(dāng)量來(lái)定義,分為內(nèi)接圓直徑、外接圓直徑、具有相同圓周長(zhǎng)度的圓的直徑。
2、按三維當(dāng)量來(lái)定義,分為具有相同表面積的球的直徑、具有相同體積或質(zhì)量的球的直徑、粒子剛好通過(guò)的孔(圓形或方形) 的尺寸。
3、按統(tǒng)計(jì)直徑定義，分為：①Feret 直徑(又稱Green 徑)，即在一固定方向測(cè)出的粒子兩端點(diǎn)間的距離； ②Martin 直徑,即將三維粒子在固定方向分割成兩個(gè)相等面積的直線長(zhǎng)度，或者沿固定方向?qū)⒘Ｗ油队懊娣e二等分線的長(zhǎng)度。當(dāng)采用光學(xué)或電子顯微鏡時(shí)，都是從正上方觀察并投影在平面上的粒子，因此是依據(jù)粒子的投影圖形來(lái)確定粒徑。除了Feret 直徑、Martin 直徑外，還有所謂定向直徑、投影圓當(dāng)量直徑、等周長(zhǎng)圓當(dāng)量直徑，等等。
在氣力輸送工程中多采用質(zhì)量平均直徑。粒子的尺寸影響散料的流動(dòng)性能，通常粒子越小處理就越麻煩。散料粒子大小還影響到稀相氣力輸送的輸送速度，迄今將輸送速度作為粒子粒徑函數(shù)的關(guān)聯(lián)式至少已有12 種。
粒子密度
單個(gè)粒子的質(zhì)量除以該粒子體積的值即為粒子密度。由于測(cè)得的粒子體積可以包含或排除已存在粒子內(nèi)部的開 放形或封閉形孔洞的體積，后者定義為同粒子表面不連通的空穴,因此粒子密度就有三種不同表示方法。
真實(shí)密度，即粒子質(zhì)量除以排除開 放和封閉孔洞后的粒子體積。
表觀密度，即粒子質(zhì)量除以排除開 放孔洞但包含封閉孔洞的粒子體積。
有 效密度，即粒子質(zhì)量除以包含開 放和封閉孔洞的粒子體積。
顯然,真實(shí)密度實(shí)際上很難測(cè)出,因?yàn)榇嬖谟诹Ｗ觾?nèi)部的孔洞無(wú)法去掉。同時(shí)也可看出, “真實(shí)密度> 表觀密度> 有 效密度”。工程應(yīng)用中主要采用表觀密度。
粒子密度的測(cè)量常以相對(duì)密度表述,即將要測(cè)量的粒子密度與用作比較液體的已知密度之比值。對(duì)細(xì)粉料和可溶性或脆性粒子則采用與空氣比較的比重計(jì)。粒子密度用于計(jì)算輸送的氣流速度,它影響氣力輸送的輸送速度和輸送要求的壓降。
粒子形狀
粒子形狀是一項(xiàng)難以定義的性能參數(shù),因?yàn)樾螤钣卸喾N多樣，為了將粒子形狀引入分析模型中，就應(yīng)在定量基礎(chǔ)上定義形狀。對(duì)單個(gè)粒子已提出多種“形狀系數(shù)”,如球形度、圓形度、面積形狀系數(shù)、體系形狀系數(shù)和比表面積形狀系數(shù), 等等 。
如前所述,對(duì)粒徑不均勻的物料，通常將粒子視作球形而確定其當(dāng)量直徑。氣力輸送的基本理論也是將粒子假定為球形來(lái)分析,這是因?yàn)榍蛐蔚谋砻娣e與體積之比小,理論分析容易,且球形粒子無(wú)方向性,實(shí)驗(yàn)結(jié)果也容易再現(xiàn)。
散料粒子的總體形狀和結(jié)構(gòu)對(duì)氣力輸送裝置的設(shè)計(jì)很重要。若粒子是多角形,即指出輸送時(shí)易于破碎；纖維狀意味著粒子可能糾結(jié)在一起，以致使進(jìn)、排料麻煩, 管道易于堵塞；有銳角的硬質(zhì)晶體狀粒子會(huì)造成部件被擦傷和磨蝕的可能性。因此在粉體工程的裝置設(shè)計(jì)和設(shè)備、管道與管件選型時(shí)，對(duì)此須仔細(xì)考慮。
粒子脆性
粒子脆性還不能容易地用一項(xiàng)指標(biāo)或從試驗(yàn)得出數(shù)值來(lái)定義。為了探討特定的粉碎機(jī)理,曾提出了如煤的可磨性指標(biāo),但并未成功引用到氣力輸送中有關(guān)粒子磨碎的問(wèn)題上來(lái)。稀相氣力輸送的高速氣流和粒子對(duì)管壁的碰撞,會(huì)造成粒子破碎,低速密相氣力輸送雖然情況大為改 善,但如處理不當(dāng),對(duì)脆性粒子仍然或多或少會(huì)引起粒子被磨碎,從而改變物料性能和降低產(chǎn)品質(zhì)量。
