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物料性能对气力输送特性的影响
编辑 : 时间 : 2018-02-23 15:30 浏览量 : 484

物料特性如粒度、密度、脆性、硬度等对气力输送效果有很大影响。物料特性包括粒子特性和散料特性。

近年来,气力输送系统在电力、化工、建材、钢铁、食品等行业的应用日趋广泛,正在逐渐成为一种较为通用的输运手段,以往气力输送装置的使用过程中,大部分采用稀相悬浮流的输送方式,以确保输送的可靠性为主要目的,但是这种输送方式明显存在耗能高、输送效率低、磨损严重、输送流量控制精度低等缺陷。为了克服这些弊端,能耗低、固气比大、气固分离量小、性能更优越的浓相气力输送技术引起了研究人员的极大兴趣。

随着浓相气力输送技术的广泛应用,其影响因素成为研究的又一焦点。影响浓相气力输送的因素很多也很复杂,主要有输送物料料性、输送管道特征(长度、倾斜角度、弯头等)、输送压力等。通过研究发现,物料料性对浓相气力输送特性的影响至关重要。在浓相中这种影响来自料群团的性能或流动行为,其涉及范围广且影响大。

粉粒状物料或散料的特性对其气力输送的成功和能够达到的效果有很大的影响。不同种类物料的特性不同,而同一种类的物料也不一定具有相同的气力输送特性,例如不同粒径的同一种粉料,其气力输送行为可以完全不一样。所谓输送特性是在物料质量流量对空气质量流量的坐标图上,由等输送管压降线和等固气比线在物料的输送能力范围内建立起来的。其中,等输送管压降线很重要,对给定的管道,压降线和形状、斜率和量值,可以随物料种类不同而有很大的变化。

粉体气力输送系统

1.散料特性

散料是由大量单个粒子组成,这些粒子常常是大小不同、形状各异的,甚至可能是不同的化学成分。每个粒子又为自由空间或间隙包围,因而可以将散料看成是粒子与空间的无规律组合。在气力输送时,空间为输送气流(多数是空气) 所占据,于是这些粒子同包围它们的气流之间的关系,就决定了散料的行为和它的“气力输送特性”。散料的有些性能与单个粒子有关,但更多的则是与物料的散装(堆积) 状态有关,在堆积状态下的整体物料性能称之为“散料特性”。

2.堆积密度

堆积密度是散料质量除以该散料所占体积的值。既然散料是由许多无规律集合的物料粒子组成,包含粒子的体积和粒子间的空隙,因此它具有的是表观堆积密度,取决于粒子密度、形状、粒子装填方法和粒子彼此的配位。对于一特定散料、堆积密度并不具有单一数值。它随物料的密集程度有很大变化,也与粒子装填于容器的方法有关系,通常更为恰当的是提供堆积密度的范围而不是单一值。在作任何散料堆积密度测量时,试验条件应模拟或尽量接近实际情况。

设计气力输送系统时,堆积密度的数据对确定以下一些重要参数是必不可少的,这包括:

①从给料机得到的大致排料量;

②已知容积的供料或下料仓中大致的散料质量;

③要求贮存一定质量散料的料斗或料仓的大致容积。

3.可压缩性

堆积密度可以看作是散料堆积状态(即从松散到压实) 的函数,因而也是透气性的函数。特别对高浓度低速度的气力输送,散料的可压缩性和透气性决定了散料存气的难易程度,以及流过移动料床或料栓的气体怎样对散料起作用。

4.黏性

黏性有两种形式,即黏附性和黏聚性,前者是指不同实体的连结,如粉料粒子黏附在处理装置、管道或仓壁表面上,后者是指相同实体的连结,如散料粒子的结块成团。气力输送时,散料与管壁间除有黏附力外,气流还会产生使黏附层脱离壁面的分离力。

仅当黏附力大于分离力时,管壁上才会出现黏附层,这种情况与散料特性、管材和管壁特征以及气速等有关。通常,对于极细粉料,因表面水分而产生黏性或带电荷的散料,输送气速越大,对壁面压力就增加,使黏附力增大, 只有气速超过其临界点后,才不再产生黏附。

5.吸湿性、潮解性和含水量

散料具有吸湿性就容易吸水结块、黏附管壁甚至引起堵塞,有机物料则更因吸水多而变质腐败。如塑料粉末、化肥、水泥、粉煤灰等都能从空气中吸收大量湿气。

如果散料不仅容易吸湿并且还会潮解则情况就更严重。因此必须采用充分干燥的空气作为输送介质,同时还要注意散料本身的含水量。散料可以采用气力输送的最高含水量,随物料种类和输送方法不同而异。通常,由真空吸送的散料可以比采用压送的含水量高一些。当然,散料因含湿也会带来一定的好处,即扬尘少,可抑制静电积累和粉尘爆炸。

虽然气力输送在工业中已广泛应用了数十年,尤其在应用密相气力输送技术后有了更长足的发展。但是,人们迄今不得不主要依靠对某种散料在全尺度实验台上进行气力输送试验,来判定该散料是否可以密相输送和何种流动模式。因此,研究散料处理最有前途的课题之一是,要求能够通过对料性试验数据分析来预测粉粒料是否可采用密相气力输送及其流动模式。人们在试验桌上对物料进行各项参数的测定,将得到的数值与实际全尺度试验结果关联起来,或者根据已有的运转经验来推断。总之,研究工作仍在深入,并逐步认识到确定散料密相气力输送的可输送性取决于物料性能, 主要参数包括:粒径和粒径分布、形状、粒子和堆积密度、透气性系数、流动能力、黏聚性。


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