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气力输送系统工艺计算

 田守国 2025-02-06 发布于山东

一、设计参数

a.粉尘颗粒的计算直径(dc)

粉尘颗粒的直径在粉尘颗粒较细又不均匀时,应取粉尘的平均直径作为计算直径。当计算粉尘的平均直径有困难或粉尘粒径较大时,可用粉尘的最大直径作为计算直径。

b.质量混合比(m)

质量混合比(m),即单位时间内输送的粉尘质量Gc(kg/h)与所需空气质量G(kg/h)的比值,即

质量混合比与粉尘特性、输送系统型式和输送距离等因素有关,是计算气力输送装置的重要参数,应慎重选择。最可靠的办法是按试验或实践数据采取,设计时可参考表5-69采取。

c.粉尘颗粒的悬浮速度(υx)

粉尘颗粒的悬浮速度,一般应通过试验或计算确定;为简化计算,可用线解图5-39、图5-40 求得球形颗粒的悬浮速度,然后用形状修正系数修正。即

式中

υg-悬浮速度,m/s。

υx-修正后的悬浮速度,m/s。

在图5-39、图5-40中t是空气温度,当输送常温粉尘时,用室外空气温度;当输送高温粉尘时,用粉尘与室外空气的混合温度。混合温度可按下式计算:

式中th-混合温度,C;

Gc -粉尘输送量,kg/h;

G-空气量,kg/h;

tc-粉尘温度,℃;

t-室外空气温度,℃;

Cc-粉尘的比热容,kJ/(kg・℃)按表5-70;

C-空气比热容,kJ/(kg・℃)。

表5-70 粉尘的比热容

图5-40求解球形颗粒粉尘悬浮速度(υg)的线解图

(适用于100μm<dc<500um)

d.粉尘的输送速度(υ)

粉尘的输送速度可采取经验数据,当缺乏数据时,对于吸入式系统的始端(给料端)的空气速度及压送式系统末端(卸料端>的气流速度(υ)按下式估算。

式中υ-输送粉尘的气流速度,m/s;

a-速度修正系数,按表5-71取值;

ρc-粉尘的密度,t/m³,取物料真密度值;

β-系数,β=(2~5)x10⁻⁵,干燥粉尘取小值,湿的、易成团的、摩擦性大的粉尘取大值;

Lz-输送管道的折算长度,m,为输送管道(水平、垂直或倾斜)几何长度(ΣL)和局部构件的当量长度(ΣLd)之和。

各种局部构件的当量长度见表5-72、表5-73、表5-74。

当输送管道总长不超过100m时,上式中的βL₂²可不考虑。

按经验,常温粉尘的输送速度,一般不超过20~25m/s,最大不超过50m/s。

根据气力输送的规律,管道内的压力自给料端至卸料端逐渐降低,如管道直径不变,则风速沿管道将逐渐增加;对长距离输送,此现象更为严重。为减少能量消耗和管道磨损,对长距离输送的管路应该变径设计;管径变大后、风速不得低于输送速度。

二、系统的压力损失计算

气力输送装置的总压力损失可按下式计算:

式中

ΔP-管路总压力损失,Pa;

φ-安全系数,取1.1~1.2;

ΔPg-给料装置的压力损失,Pa;

ΔPgt-给料运动的压力损失,Pa;

ΔPt-物料提升的压力损失,Pa;

ΔPm-输送管道的摩擦阻力,Pa;

ΔPw-弯管的压力损失,Pa;

ΔPJ-构件(分离器、除尘器)的压力损失,Pa;

ΔPL-净空气管道或排气管道的压力损失,Pa。

a.净空气管道或排气管道的压力损失(ΔPL)

净空气管道或排气管道的压力损失(ΔPL)为管道摩擦阻力(ΔPm)和局部阻力(ΔPn)之和,可按除尘管道计算。

b.输送管道的摩擦阻力[ΔPm]

式中

ΔPm-输送管道摩擦阻力,Pa;

m-质量混合比,kg/kg;

K-由试验确定的系数,当缺乏试验数据时,可按下式计算:

D-净气管道摩擦阻力,Pa;

a1-系数;

υ-输送速度,m/s;

υt-悬浮速度,m/s.

c. 给料装置的压力损失(ΔPg)

式中△Pg给料装置压力损失,Pa;

c-由给料装置型式确定的系数,按表5-75采取;

m-质量混合比,kg/kg;

ρ 气体的密度,kg/m³;

υ-输送物料气流速度,m/s.

表5-75系数c值

d. 物料运动的压力损失(ΔPgt)

对负压系统

对正压系统

式中

ΔPgt-物料运动的压力损失,Pa;

B-物料在输送管道内运动速度(ν)勺输送管道内气流速度(ν)比值的平方,即

其他符号同前。

e. 物料提升的压力损失(ΔPt)

式中

ΔPt-物料提升压力损失,Pa;

h-物料的提升高度,m;其他符号同前。

f.弯管的压力损失(ΔPw)

式中

ΔPw-弯管压力损失,Pa;

ξ-净空气管道弯管的局部阻力系数,按除尘管道计算中有关数据采取;

Kw-系数,按表5-76采取;

其他符号同前。

表5-76系数Kw值

g. 构件(分离器、除尘器)的压力损失(△PJ)

气力输送装置的分离器、除尘器的压力损失计算方法与除尘系统的除尘器相同,其阻力系数为:

重力分离器,ξ=1.5~2.0;离心分离器(座式分离器)ξ=2.5~3.0;袋式除尘器ξ=3.0~5.0。

三、动力设备的选择和功率计算

a. 动力设备的选择

选择动力设备所依据的压力△p(Pa)应考虑输送气体温度,当地大气压力与标准状况不同,应加以修正。考虑到系统漏风和系统压力的变化,选用风机的风量和全压应比计算值大10%~20%。

b. 动力设备的功率计算

离心通风机(9-26型)功率(P)

罗茨风机功率(P)

式中K-容量安全系数;

Q0-选择风机所依据的风量,m³/h:

ΔP-系统计算压力损失,以绝对压力(Pa)代入;

η-风机绝热效率,η=0.7~0.9。

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