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气力输送的定量表示法气力输送特性有哪些

也许描述气固输送过程的最好方法是气力输送特性(PCC)。PCC提供给定物料通过一段指定管道的定量表示法,可以被认为与泵、风机和鼓风机类似的“性能曲线”(如给定空气流量的压降和运行速度的压降变化)。
 
给定管段的气力输送特性图是管道压降(Δp)或压力梯度(Δp/L)对表面气体速度(Vf)或物料输送量(mf)画出的曲线图。如图15所示,Δp指的是总管道压降(Δpt)。完整的气力输送系列包括稀相输送到密相输送都可在这样一张图上显示出来。
  
 图13中的线AB表示单独在输送气水平管道上的摩擦损失。当某个气体速度(Vf1) 时,物料以固定的喂料量(ms1)导入管道中。由于物料粒子上有拖拽力和粒子对管壁的相互作用,BC段的压降是增加的。气体速度沿着CD段下降,引起粒子的速度一同下降,导致了更低的气固摩擦损失。固气比(m*)同时增加。D点代表了图上的临界点。这是所有物料能以稀相悬浮输送的主要表面气体速度,以及导致的物料喂料量(ms1)。D点的表面气体临界速度称为水平风送最小气速。为获得安全理想的稀相运行工况(如最小Δpt和mf),系统应对气体表面速度进行调整,调整到稍稍比水平风送最小气速高些为佳。
   
气体速度略低于水平风送最小气速时导致物料的大量沉降,因而沿着管道底部生成了由物料堆积而成的“床”。这引起摩擦阻力跃升至E点。床层减少了流动区域,所以需要更高的气体速度来输送物料。然而,需要注意的是在最小气速“跳跃点”的压力仅适用于单一尺寸的粒子(如:塑料粒子)。如果物料的粒径范围较广,在跃升点产生的一些较小的“跳跃”会引起“U形”ms曲线类似于图14中所示。
   
料床的特性是很重要的。根据料性和压力的不同,可能形成两种类型的料床。一种稳定的固定床是由固定的物料沉积于管道部,当气速和输送量没有发生改变时料床保持着未接动的状态。料床降低管道横截面和允许稳定的稀相流动于料床上。对于有些物料,可以获得与稳定的密相流动模式时的料床相类似的移动床。在这些情况下,气固流表现出了复杂性。在管道的底部上,承载着物料的缓慢的移动床,与拥有更高速度的稀相混和物一起移动。这些气固流往往是过渡性的,混合床转变为移动床或者移动床转变为混合床。对于一些物料来说,此流动状况将会变得不稳定并且导致剧烈的压力波动或者管道堵塞。在此情况下,密相输送将不太可能使用普通的或“传统的”管道。然而,以更低的气体速度或者使用“旁通”管道就可能获得密相输送。[4] 随着气速进一步的降低(EF线)物料流会在料床上部分形成悬浮流和部分形成料栓。由于更高的固气比就意味着更高的压力。
  
同样在气力输送特性(图13,14和15)所显示的是为了获得更高的ms而产生的损失曲线。不同物料的特性曲线形状是类似的。重要的是连接每条ms曲线的最小压力线(一般称为最小压力曲线PMC)。这条线上移到右边表明在更高的输送量下速度也跟着增加,这对系统的设计者是非常重要的。这就表明如果一个稀相系统设计成为了一种特定物料的输送系统,为获得更高的输送量此系统需要改进,则输送速度即气体流量不得不增加(例如为了避免跳跃)。
  
 水平管道和垂直管道中的两相流是有区别的。垂直管(图14)存在一个点,称之为堵塞点,与水平管的跳跃速度相似。注:对有些物料来说堵塞并不会发生,从稀相到密相的转变是平滑扩散的[15]。跳跃速度(水平流动)和堵塞速度(垂直流动)有明显的差异。在表3中,水平管和垂直管的影响输送的最小安全气速也有较大的差异。对于细粉料来说,水平输送的安全速度比垂直输送要大3到5倍。这种差异对于粗粒料来说更小些。

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