2018年7月6日 作者：三河機(jī)械
近年來，
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（長度、傾斜角度、彎頭等）、輸送壓力等。通過研究發(fā)現(xiàn)，物料料性對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自料群團(tuán)的性能或流動行為，其涉及范圍廣且影響大。
粉粒狀物料或散料的特性對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)建立起來的。其中，等輸送管壓降線很重要，對給定的管道，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,它既同單個粒子有關(guān)也與散料特性有關(guān)。粒徑可分為代表單個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。對球形粒子可直接按其直徑清楚定義,但對不規(guī)則粒子的粒徑則要按以下當(dāng)量來定義,故又稱為當(dāng)量直徑。
按二維當(dāng)量來定義,分為內(nèi)接圓直徑、外接圓直徑、具有相同圓周長度的圓的直徑。
2、按三維當(dāng)量來定義,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、粒子剛好通過的孔(圓形或方形) 的尺寸。
3、按統(tǒng)計直徑定義，分為：①Feret 直徑(又稱Green 徑)，即在一固定方向測出的粒子兩端點(diǎn)間的距離； ②Martin 直徑,即將三維粒子在固定方向分割成兩個相等面積的直線長度，或者沿固定方向?qū)⒘Ｗ油队懊娣e二等分線的長度。當(dāng)采用光學(xué)或電子顯微鏡時，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
單個粒子的質(zhì)量除以該粒子體積的值即為粒子密度。由于測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)際上很難測出,因?yàn)榇嬖谟诹Ｗ觾?nèi)部的孔洞無法去掉。同時也可看出, “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。
粒子密度的測量常以相對密度表述,即將要測量的粒子密度與用作比較液體的已知密度之比值。對細(xì)粉料和可溶性或脆性粒子則采用與空氣比較的比重計。粒子密度用于計算輸送的氣流速度,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。對單個粒子已提出多種“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)對氣力輸送裝置的設(shè)計很重要。若粒子是多角形,即指出輸送時易于破碎；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)計和設(shè)備、管道與管件選型時，對此須仔細(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)粒子磨碎的問題上來。稀相氣力輸送的高速氣流和粒子對管壁的碰撞,會造成粒子破碎,低速密相氣力輸送雖然情況大為改 善,但如處理不當(dāng),對脆性粒子仍然或多或少會引起粒子被磨碎,從而改變物料性能和降低產(chǎn)品質(zhì)量。
