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粉體長(cháng)距離氣力輸送研究現狀
2019-07-31
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1 長(cháng)距離氣力輸送技術(shù)的研究現狀
影響粉體長(cháng)距離氣力輸送的兩個(gè)關(guān)鍵因素是能耗和穩定性。能耗是粉體隨輸送氣體在管道內運動(dòng)的能量消耗，即壓降;穩定性即輸送過(guò)程的平穩性，輸送不平穩將可能導致堵塞，使輸送無(wú)法進(jìn)行。因此研究粉體長(cháng)距離氣力輸送，并保證輸送的穩定性。
1.1能耗
能耗是氣力輸送過(guò)程中的動(dòng)力消耗 (壓降)，降低能耗可使單位輸送長(cháng)度壓降減小，延長(cháng)輸送距離。氣力輸送壓降與很多因素有關(guān)，其中復雜多變的就是輸送物料的性質(zhì)。不同種類(lèi)、粒徑、水分的粉體氣力輸送規律不同，對于同一種粉體，粒度及分布、含水率是影響粉體流動(dòng)性的主要因素。粒度越小，分布越寬，水分越高，其流動(dòng)性越差，則氣力輸送越困難。
在長(cháng)距離氣力輸送管內固粒的運動(dòng)狀態(tài)既有滾動(dòng)又有懸浮，同時(shí)還發(fā)生固粒與固粒、固粒與壁面的碰撞，固粒旋轉還產(chǎn)生舉力，完全考慮這些問(wèn)題是相當復雜的。因此很多研究者在試驗的同時(shí)也借助數值模擬的方法對氣力輸送機理進(jìn)行研究。
1.2穩定性
長(cháng)距離氣力輸送表觀(guān)氣速沿管道不斷增加，氣固兩相流流型也隨之變化。當輸送氣速下降到超出密相穩態(tài)的輸送的邊界時(shí)，就會(huì )形成不穩定的沙丘流，其特點(diǎn)是壓力波動(dòng)增強，繼續降低輸送氣速，物料將沿管線(xiàn)堆積直至管道堵塞。因此，研究粉體氣力輸送的穩定性，使輸送系統能夠保持穩定的狀態(tài)，對于實(shí)現長(cháng)距離氣力輸送具有重要意義。
雙套管氣力輸送系統最初是為了解決電力行業(yè)粉煤灰長(cháng)距離輸送的堵塞問(wèn)題而設計的，其輸送管道具有獨特的結構，能保證在輸送過(guò)程中管道不易堵塞，提高了粉體輸送的安全性和可靠性。在輸送管道內設置一有開(kāi)孔的小管，開(kāi)孔間距與輸送物料有關(guān)。當輸料管內的粉體堆積過(guò)高時(shí)，氣流就會(huì )優(yōu)先從小管內流動(dòng)，并以較高氣速從下一孔處噴出，沖刷堆積粉體的背風(fēng)面，減少粉體堆積的高度和長(cháng)度，從而保證粉體的正常輸送。
粉體能夠輸送是因為在一定程度上它具有流動(dòng)的特性，而之所以會(huì )堵塞管道是因為流動(dòng)性較差而引起沉積造成的，因此粉體具有良好的流動(dòng)性對輸送穩定很重要。流態(tài)化是使固體顆粒層與通過(guò)其間的氣體或液體相接觸，從而轉變?yōu)轭?lèi)似于流體的狀態(tài)，達到有利于顆粒物料流動(dòng)的工藝要求。
流態(tài)化倉泵就是利用流態(tài)化原理設計的一種有利于粉體長(cháng)距離輸送的供料裝置。出料口位于流化板上部中央，倉泵本體充當混合室。倉泵工作時(shí)，下部室出來(lái)的壓縮氣體經(jīng)流化板使輸送粉體處于流化狀態(tài)，輸送粉體與空氣在進(jìn)入輸送管道之前得到了充分混合，這樣就消除了氣固兩相流進(jìn)入管道的加速壓損;另外，充分混合的流化狀態(tài)，使粉體在輸送氣體中分布得比較均勻，減小了發(fā)生沉積堵塞的可能性，有利于粉體長(cháng)距離輸送。
影響粉體長(cháng)距離氣力輸送的兩個(gè)關(guān)鍵因素是能耗和穩定性。能耗是粉體隨輸送氣體在管道內運動(dòng)的能量消耗，即壓降;穩定性即輸送過(guò)程的平穩性，輸送不平穩將可能導致堵塞，使輸送無(wú)法進(jìn)行。因此研究粉體長(cháng)距離氣力輸送，并保證輸送的穩定性。
1.1能耗
能耗是氣力輸送過(guò)程中的動(dòng)力消耗 (壓降)，降低能耗可使單位輸送長(cháng)度壓降減小，延長(cháng)輸送距離。氣力輸送壓降與很多因素有關(guān)，其中復雜多變的就是輸送物料的性質(zhì)。不同種類(lèi)、粒徑、水分的粉體氣力輸送規律不同，對于同一種粉體，粒度及分布、含水率是影響粉體流動(dòng)性的主要因素。粒度越小，分布越寬，水分越高，其流動(dòng)性越差，則氣力輸送越困難。
在長(cháng)距離氣力輸送管內固粒的運動(dòng)狀態(tài)既有滾動(dòng)又有懸浮，同時(shí)還發(fā)生固粒與固粒、固粒與壁面的碰撞，固粒旋轉還產(chǎn)生舉力，完全考慮這些問(wèn)題是相當復雜的。因此很多研究者在試驗的同時(shí)也借助數值模擬的方法對氣力輸送機理進(jìn)行研究。
1.2穩定性
長(cháng)距離氣力輸送表觀(guān)氣速沿管道不斷增加，氣固兩相流流型也隨之變化。當輸送氣速下降到超出密相穩態(tài)的輸送的邊界時(shí)，就會(huì )形成不穩定的沙丘流，其特點(diǎn)是壓力波動(dòng)增強，繼續降低輸送氣速，物料將沿管線(xiàn)堆積直至管道堵塞。因此，研究粉體氣力輸送的穩定性，使輸送系統能夠保持穩定的狀態(tài)，對于實(shí)現長(cháng)距離氣力輸送具有重要意義。
雙套管氣力輸送系統最初是為了解決電力行業(yè)粉煤灰長(cháng)距離輸送的堵塞問(wèn)題而設計的，其輸送管道具有獨特的結構，能保證在輸送過(guò)程中管道不易堵塞，提高了粉體輸送的安全性和可靠性。在輸送管道內設置一有開(kāi)孔的小管，開(kāi)孔間距與輸送物料有關(guān)。當輸料管內的粉體堆積過(guò)高時(shí)，氣流就會(huì )優(yōu)先從小管內流動(dòng)，并以較高氣速從下一孔處噴出，沖刷堆積粉體的背風(fēng)面，減少粉體堆積的高度和長(cháng)度，從而保證粉體的正常輸送。
粉體能夠輸送是因為在一定程度上它具有流動(dòng)的特性，而之所以會(huì )堵塞管道是因為流動(dòng)性較差而引起沉積造成的，因此粉體具有良好的流動(dòng)性對輸送穩定很重要。流態(tài)化是使固體顆粒層與通過(guò)其間的氣體或液體相接觸，從而轉變?yōu)轭?lèi)似于流體的狀態(tài)，達到有利于顆粒物料流動(dòng)的工藝要求。
流態(tài)化倉泵就是利用流態(tài)化原理設計的一種有利于粉體長(cháng)距離輸送的供料裝置。出料口位于流化板上部中央，倉泵本體充當混合室。倉泵工作時(shí)，下部室出來(lái)的壓縮氣體經(jīng)流化板使輸送粉體處于流化狀態(tài)，輸送粉體與空氣在進(jìn)入輸送管道之前得到了充分混合，這樣就消除了氣固兩相流進(jìn)入管道的加速壓損;另外，充分混合的流化狀態(tài)，使粉體在輸送氣體中分布得比較均勻，減小了發(fā)生沉積堵塞的可能性，有利于粉體長(cháng)距離輸送。
