氣力輸送工程的操作優(yōu)化

Writer： admin Time：2024-08-28 10:25:34 Browse：℃

       目前對連續(xù)性流體(氣體或液體)運動規(guī)律的掌握與運用，已有相當水平。氣固兩相流中的固體顆粒流動則屬不連續(xù)性，因為不連續(xù)性是粉體(顆粒群)的主要特征。如何對不連續(xù)性的固氣兩相流作出如實的數(shù)學(xué)描述，這是氣力輸送工程發(fā)展中的一個難題。科學(xué)地講在上述三維化分析與模型法方法應(yīng)用的同時，還應(yīng)在操作中避免直感與錯覺，要理性地優(yōu)工況參數(shù)，使得固氣兩相流在氣力輸送裝置內(nèi)真正進行最佳的運行。

       在生產(chǎn)上，時常需要增加現(xiàn)有氣力輸送裝置的輸送能力，有些人往往試圖利用增加管道里的輸送用風(fēng)量來提高產(chǎn)量。增加風(fēng)量的方法有兩種，添換風(fēng)機或加快原有風(fēng)機的轉(zhuǎn)速。但是，結(jié)果適得其反，輸送能力反而是降低了。合理而有效的增加氣力輸送裝置的輸送能力的方法在于如下所述的操作優(yōu)化。

一、氣力輸送條件

      1.最小氣力輸送風(fēng)速 如前所述，最小輸送風(fēng)速是重要的參數(shù)，如圖3-41所示。由圖可知，降低最小輸送風(fēng)速，將增加輸送量。其中，在高壓輸送時，對不少物料的輸送能力來講，則有最佳的最小輸送風(fēng)速，或相應(yīng)的最佳混合比。但是在實際操作中，往往會直感地錯覺認為若要增加輸送能力，必需提高氣力輸送風(fēng)速，所得結(jié)果則適為其反。

      2.氣力輸送特性 圖3-42說明了供氣壓力與風(fēng)量對輸送能力的影響，要比圖3-41所示的在特定壓力下的曲線更能夠完整地表達輸送特性。圖3-43所示是相同管道中空氣在不同壓力(進出口)下的速度與質(zhì)量流率的關(guān)系。以圖3-42中A點為例，此時空氣流量為0.1kg/s，輸送壓力為60kPa(表壓)，輸送能力為4.4vh，并由圖3-43中的A、A'點，查得進口風(fēng)速為 26.4m/s，出口風(fēng)速為 42.2m/s。

       3.風(fēng)機特性 如圖 3-44所示，在輸送能力為 20th時，最小輸送風(fēng)速為 22m/s，而三種風(fēng)機特性比曲線為G、G、G，由圖可知，C風(fēng)機尤余地，C太大，而以選用風(fēng)機最為適宜。以羅茨風(fēng)機為例，其特性如圖3-45所示。按上述A點的條件，可查出所需轉(zhuǎn)速為1600r/min，功率為7.4kW。

二、風(fēng)量變化對輸送能力的影響

      1.增加風(fēng)量的減產(chǎn)效果 設(shè)以增加風(fēng)量60%進行比較。增加風(fēng)量的方法有兩種:換用大風(fēng)機，或加快原有風(fēng)機的轉(zhuǎn)速。

      若改用風(fēng)量增加60%而供氣壓力仍為60kPa的風(fēng)機，則在圖3-42上將改為B點。顯然輸送能力降低為 2.7t/h，減產(chǎn)40%。由圖3-43知，輸送風(fēng)速增為42.2m/s。

      若加快風(fēng)機轉(zhuǎn)速，則將引起供氣壓力降低。由圖3-45知，由于原風(fēng)機的功率仍為7.4kW，又因風(fēng)量增加 60%，空氣質(zhì)量流量(風(fēng)量)則為0.16kg/s，則轉(zhuǎn)速增為2200r/min于是運行狀況改為C點，其供氣壓力減為42kPa。同時，由圖3-42查得C點處的輸送能力僅為 1vh，約減產(chǎn) 77%。

      2.減少風(fēng)量的增產(chǎn)效果 設(shè)以減少風(fēng)量40%進行比較。減少風(fēng)量的方法也有兩種:放空或減慢風(fēng)機轉(zhuǎn)速。

      若將風(fēng)機風(fēng)量的 40%放空，即實際使用風(fēng)量由0.10kg/s減為0.06kg/s，則在圖 3-42的60kPa線上，由A點移至D點，輸送能力提高到5.3vh，增產(chǎn) 20%。同時，由圖3-43可知此時的進口風(fēng)速僅16m/s。當然，該值理應(yīng)超過最小輸送風(fēng)速，否則就可能產(chǎn)生堵塞。

      若采用減慢原風(fēng)機轉(zhuǎn)速來減少風(fēng)量 40%，則因功耗仍為7.4kW，由圖3-45 知，風(fēng)量將由0.1kg/s減為0.06kg/s而改為E點，轉(zhuǎn)速約為1200r/min，供氣壓力為0.77kPa。由圖 3-42知E點處輸送能力為7.2vh，增產(chǎn)達64%。在圖3-43上查得E點的最小風(fēng)速僅14.4m/s。該值超過此時混合比為33(見圖3-42)情況下的臨界風(fēng)速(見圖3-41)。

三、加料的波動性

    加料操作上的進料量波動性，勢必也會帶來影響。例如，若原操作點為圖3-42的R點其風(fēng)量為 0.08kg/s，輸送能力為4.9t/h。若加料量瞬間劇增30%，即6.4vh。但由于羅茨風(fēng)機具有風(fēng)量波動不大的特點，則因混合比增加而移至S點，而操作壓力為74kPa。但是，圖3-43可知，如果風(fēng)機在該壓力下供風(fēng)速度嫌小的話，則上述的加料波動程度也將可能導(dǎo)致管道堵塞。

四、輸送管道直徑放大后的操作條件改變

       如果輸送管直徑由原來圖3-42的50mm增至76mm,則可做圖3-46與圖3-42中A點的條件相比,若仍保持風(fēng)量0.1kg/s和操作壓力為60kPa,則將升至K點。輸送能力雖然自4.4V劇增至 12.8vh,但風(fēng)速卻因管徑放大而降低,僅為 26.4x50/76=11.4m/s,顯然無法進行與力輸送。為此,在圖3-45中,可按風(fēng)機功率7.4kW不變,由A改至L點運行,增加轉(zhuǎn)速為1900r/min,降低輸送壓力為 50kPa,則能增加風(fēng)量至0.13kg/s。由圖3-46知,L點的輸送能力為 9.6t/h,而最小輸送風(fēng)速(利用圖 3-43的'點)仍可達 36.5x50/76=15.8m/s。

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