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氣力輸送系統中物料在輸送管內的運動狀態

  • 宏工網絡部
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當氣固兩相流在氣力輸送裝置的水平管內運動時,物料顆粒的重力方向與氣流方向垂直。此時,氣流產生的水平空氣動力分量對顆粒懸浮沒有影響,但由于以下垂直分量的存在,因此,水平輸送管中的顆粒仍在懸浮狀態下輸送。

1.由于水平輸送管中的氣流處于湍流狀態,因此湍流氣流的垂直分速度會產生一個力來懸浮顆粒。根據紊流狀態試驗,垂直速度分量約占平均分速度的15%。

2.水平輸送管底部顆粒的上下風速不同。顆粒群處的空氣速度較大,即動壓較大,靜壓較小,而顆粒下部的速度較小,動壓較小,靜壓較大。顆粒上部和下部之間產生的靜壓差使顆粒懸浮。

微信圖片_20200111151102

3.管道底部附近的顆粒在管道內氣流的推動下向前滾動。由于氣體粘度的存在,顆粒周圍的空氣被驅動形成循環流。在顆粒上部,循環方向與管內氣流方向相同,疊加后速度增大;在顆粒的下部,循環與管道中的流動方向相反。堆積后速度降低,由于顆粒上部速度和動壓的增加,靜壓降低;顆粒下部的速度減小,動壓減小,靜壓增大。因此,顆粒的上部和下部之間存在靜壓差,對顆粒產生提升力,使顆粒懸浮并滾動。

4.由于顆粒形狀不規則,由氣流作用產生的垂直分量。

5.由于顆粒之間的跳躍或顆粒與管壁之間的碰撞而產生的垂直方向上的反作用力分量

在上述力的作用下,材料顆粒將懸浮在水平管道中,隨著氣流向前跳躍,依次起降,漂浮時下沉。

 

微信圖片_20200111151019


氣力輸送物料在立管中的運動狀態

氣力輸送裝置的立管中,由于空氣速度大于物料懸浮速度,物料粉末將持續向上移動。同時,由于氣力輸送所選擇的氣力輸送速度一般大大超過層流的臨界速度,且兩相流處于紊流狀態,物料顆粒除上升外,還受流向垂直運動分量的影響,輸送的物料顆粒大小和形狀不規則,以及顆粒之間或與管壁的碰撞,物料顆粒在氣流不均勻的推力下不斷旋轉和搖擺,因此物料顆粒不會直線上升,但在兩相流上升過程中,由于物料顆粒之間、物料與管壁之間的摩擦、碰撞和粘附,以及管段上的風速分布不均勻,以不規則曲線上升,物料懸浮和上升所需的實際風速大于物料顆粒的理論計算懸浮速度。

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在物料垂直輸送中,氣流阻力與物料顆粒群的重力處于同一直線上。然而,由于實際垂直輸送管道中顆粒流運動的復雜性,它不斷受到垂直于運動前進方向的力的干擾,物料顆粒流將形成不規則的交錯蛇形運動,因此,物料顆粒流在垂直輸送系統中形成穩定、均勻分布的兩相流。


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