粉體流體輸送與貯存

粉體流體輸送與貯存第1頁/共36頁9.2顆粒流體力學(xué)

9.2.1顆粒沉降速度的討論因以下因素：顆粒不規(guī)則、顆粒間互相干擾、顆粒與器壁互相干擾等，沉降速度需修正。

層流區(qū)（Re<0.1）ξ＝24/Re0Stokes定律過渡流區(qū)（0.1<Re<1）ξ＝18.5/Re00.6Allen定律湍流區(qū)（500<Re<2×105）ξ＝0.04Newton定律高度湍流區(qū)ξ≈0.1第2頁/共35頁

牛牛文庫文檔分享第2頁/共36頁沉降速度的修正

1.顆粒形狀的影響球形度ψ

修正系數(shù)

2.器壁的影響器壁效應(yīng)因子經(jīng)驗公式第3頁/共35頁

牛牛文庫文檔分享第3頁/共36頁3.顆粒濃度的影響干擾沉降－因顆粒濃度過大，在沉降過程中顆粒間相互影響。干擾沉降速度：第4頁/共35頁

牛牛文庫文檔分享第4頁/共36頁9.2.2顆粒的懸浮速度

以垂直管道內(nèi)顆粒的懸浮速度進行計算。對于氣力輸送和分級分選操作，顆粒群沉降時顆粒受到流體阻力（直接作用）和干擾阻力（間接作用）的作用。顆粒群的干擾沉降速度第5頁/共35頁

牛牛文庫文檔分享第5頁/共36頁9.2.3顆粒的懸浮運動一、固定床固定床－流體通過顆粒層或粉料層時，流體速度很小，粉體層靜止不動，流體從顆粒間的空隙通過。二、流化床流化床－粉體層開始懸浮運動。這時（液）氣－固系統(tǒng)具有類似液體的性質(zhì)。三、氣力輸送顆粒在流體中形成稀相懸浮態(tài)，并與流體一起從床層中向上吹出，稱為氣力輸送狀態(tài)。第6頁/共35頁

牛牛文庫文檔分享第6頁/共36頁9.3顆粒的氣力輸送

9.3.1氣力輸送的特點及分類氣力輸送用來輸送粉狀物料得到日益廣泛的應(yīng)用。與機械輸送相比，有如下優(yōu)點：（1）直接輸送散裝物料，不需包裝，效率高；（2）輸送管路布置靈活，使工廠設(shè)備配置合理化；（3）可實現(xiàn)自動化遙控，管理費用少；（4）設(shè)備簡單，占地少，維修費用低；（5）物料不易受潮、污損、混入雜質(zhì)，可減少楊塵，改善環(huán)境衛(wèi)生；（6）輸送過程中能同時進行物料的混合、分級、干燥、加熱、冷卻、分離；（7）可實現(xiàn)集中、分散、大高度、長距離、各種地形的輸送。第7頁/共35頁

牛牛文庫文檔分享第7頁/共36頁缺點：（1）動力消耗大，長途尤為明顯；（2）需配置壓縮空氣系統(tǒng)；（3）不適宜輸送粘性強的物料及粒徑大于30mm的物料第8頁/共35頁

牛牛文庫文檔分享第8頁/共36頁第9頁/共35頁

牛牛文庫文檔分享第9頁/共36頁第10頁/共35頁

牛牛文庫文檔分享第10頁/共36頁第11頁/共35頁

牛牛文庫文檔分享第11頁/共36頁第12頁/共35頁

牛牛文庫文檔分享第12頁/共36頁第13頁/共35頁

牛牛文庫文檔分享第13頁/共36頁9.3.2氣固混合體的基本性質(zhì)一、濃度

1.質(zhì)量濃度

2.體積濃度

3.實際濃度二、密度

1.流量密度

2.實際密度第14頁/共35頁

牛牛文庫文檔分享第14頁/共36頁9.3.3輸料管中顆粒體的流動形式輸料管中顆粒的流動形式是隨著輸送氣流速度而顯著變化的。

均勻流停滯流懸浮流管底流集團流栓塞流疏密流部分流

第15頁/共35頁

牛牛文庫文檔分享第15頁/共36頁9.3.4氣固兩項流的各項壓力損失一、兩項流的加速壓損二、摩擦壓損純空氣的摩擦壓損＋顆粒群的附加摩擦壓損三、顆粒群的懸浮提升壓損（懸浮阻力＋提升阻力）重力壓力損失四、局部壓損純氣流的局部壓損＋顆粒群的附加局部壓損五、氣力輸送裝置的總壓損第16頁/共35頁

牛牛文庫文檔分享第16頁/共36頁9.3.5顆粒速度與輸送氣流速度之比氣流推力管壁的摩擦力3.重力作用力第17頁/共35頁

牛牛文庫文檔分享第17頁/共36頁9.3.6輸料管中壓力損失與最佳的輸送風(fēng)速一、輸料管中壓力損失與風(fēng)速的關(guān)系加速壓損＋摩擦壓損＋顆粒群懸浮、提升壓損二、水平輸料管等速段的壓損與臨界風(fēng)速第18頁/共35頁

牛牛文庫文檔分享第18頁/共36頁9.4粉體的貯存9.4.1粉體貯存的作用與分類作用：保證生產(chǎn)的連續(xù)性；改善物料的某些工藝性質(zhì)；設(shè)備能力的平衡。分類：堆場與吊車庫、貯料容器；料庫、料倉、料斗。9.4.2倉內(nèi)粉體的重力流動形式一、流動形式

第19頁/共35頁

牛牛文庫文檔分享第19頁/共36頁出料口料流狀態(tài)流動橢圓體迅速滑動區(qū)緩慢滑動區(qū)垂直運動區(qū)自由降落區(qū)流動錐體垂直運動滾動運動第20頁/共35頁

牛牛文庫文檔分享第20頁/共36頁小角料斗大角料斗第21頁/共35頁

牛牛文庫文檔分享第21頁/共36頁筒倉垂直部分高而料斗錐角大壓力最大第22頁/共35頁

牛牛文庫文檔分享第22頁/共36頁二、整體流與漏斗流

粉體在重力作用下自料倉流出的型式：質(zhì)量流（整體流）－料倉內(nèi)整個粉體層能夠大致均勻地下降流出。特點：先進先出。常發(fā)生在帶有相當(dāng)陡峭而光滑的料斗筒倉內(nèi)。漏斗流－料倉內(nèi)粉體層的流動區(qū)呈漏斗形，料流順序紊亂，甚至部分粉體滯留不動。特點：后進先出。漏斗流Ⅰθ>90°－φw有殘留漏斗流Ⅱθ<90°－φw

無殘留常發(fā)生在平底的料倉中或帶料斗的料倉中。原因：料斗的斜度太小或斗壁太粗糙。第23頁/共35頁

牛牛文庫文檔分享第23頁/共36頁貫串整個料倉的漏斗流有效流動通道卸空物料后

形成的穿孔和管道第24頁/共35頁

牛牛文庫文檔分享第24頁/共36頁橫跨流動通道形成的料拱或斜橋整體流料倉第25頁/共35頁

牛牛文庫文檔分享第25頁/共36頁質(zhì)量流料倉壁面壓力分布r/R=0.8～0.9第26頁/共35頁

牛牛文庫文檔分享第26頁/共36頁9.4.3顆粒的偏析與拱橋效應(yīng)

偏析－－粉體層的組成呈現(xiàn)不均質(zhì)的現(xiàn)象。

原因：粒徑、顆粒密度、顆粒形狀、表面性狀等的差異。影響偏析的因素：顆粒粒度、顆粒密度、形狀。彈性變形、安息角、粘度等。非粘性粉體偏析機理

1.細顆粒的滲透作用：細顆粒在流動期間自身重新排列時，通過大顆?？障稘B滿。

2.振動：大顆粒升到表面，細顆粒運動到大顆粒下面。

3.顆粒下落軌跡：堆料前已發(fā)生偏析。

4.料堆上的沖撞：彈性好及較大顆粒反彈，集中于料堆外圍。

5.安息角的影響：安息角大的顆粒往往集中在料堆外圍。

6.粒子和摩擦狀態(tài)的影響：滾動摩擦系數(shù)小的粗顆粒分布在倉壁附近。第27頁/共35頁

牛牛文庫文檔分享第27頁/共36頁整體流動中典型的偏析與混合第28頁/共35頁

牛牛文庫文檔分享第28頁/共36頁拋射分離第29頁/共35頁

牛牛文庫文檔分享第29頁/共36頁料倉加料時，減少偏析裝置第30頁/共35頁

牛牛文庫文檔分享第30頁/共36頁卸料助混裝置第31頁/共35頁

牛牛文庫文檔分享第31頁/共36頁偏析的防止措施1.回轉(zhuǎn)進料；2.加中央孔管；3.細高料倉設(shè)計；4.隔室法；5.側(cè)孔法。第32頁/共35頁

牛牛文庫文檔分享第32頁/共36頁粉料拱

靜態(tài)拱的類型：第33頁/共35頁

牛牛文庫文檔分享第33頁/共36頁

防拱措施：

1改善料倉的幾何形狀及尺寸；

2降低料倉粉體壓力；

3減少料倉壁摩擦系阻力。第34頁/共35頁

牛牛文庫文檔分享第34頁/共36頁9.4.4物位的測