第九章粉体的流体输送与贮存.ppt

第九章 粉体的流体输送与贮存,9.1 颗粒－流体体系特点与输送方式9.2 颗粒流体力学9.3 颗粒的气力输送9.4 粉体的贮存,9.1 颗粒－流体体系特点与输送方式,一、 两相流动系统的特点： 1. 颗粒的粒径范围大：100 nm ～10 cm； 2. 系统组成：一种流体 ＋ 固体颗粒； 3. 系统内存在：颗粒与流体的运动，相内或相界面的能量与 质量传递，化学反应； 4. 系统中至少存在一种力场； 5. 颗粒与液体介质间存在相对运动； 6. 升力效应二、 粉体物料的输送方式： 机械输送方式、流体输送方式、容器输送方式9.2 颗粒流体力学,9.2.1 颗粒沉降速度的讨论 因以下因素：颗粒不规则、颗粒间互相干扰、颗粒与器壁互相干扰等，沉降速度需修正沉降速度的修正,1. 颗粒形状的影响 球形度ψ 修正系数 2. 器壁的影响 器壁效应因子 经验公式,3. 颗粒浓度的影响,干扰沉降－因颗粒浓度过大，在沉降过程中颗粒间相互影响 干扰沉降速度：,9.2.2 颗粒的悬浮速度,以垂直管道内颗粒的悬浮速度进行计算。

对于气力输送和分级分选操作，颗粒群沉降时颗粒受到流体阻力（直接作用）和干扰阻力（间接作用）的作用 颗粒群的干扰沉降速度,9.2.3 颗粒的悬浮运动,一 、固定床 固定床－流体通过颗粒层或粉料层时，流体速度很小，粉体层静止不动，流体从颗粒间的空隙通过 二、流化床 流化床－粉体层开始悬浮运动 这时（液）气－固系统具有类似液体的性质三、气力输送 颗粒在流体中形成稀相悬浮态，并与流体一起从床层中向上吹出，称为气力输送状态9.3 颗粒的气力输送,9.3.1 气力输送的特点及分类 气力输送用来输送粉状物料得到日益广泛的应用与机械输送相比，有如下优点： （1） 直接输送散装物料，不需包装，效率高； （2） 输送管路布置灵活，使工厂设备配置合理化； （3） 可实现自动化遥控，管理费用少； （4） 设备简单，占地少，维修费用低； （5）物料不易受潮、污损、混入杂质，可减少杨尘，改善环境 卫生； （6）输送过程中能同时进行物料的混合、分级、干燥、加热、 冷却、分离； （7）可实现集中、分散、大高度、长距离、各种地形的输送。

缺点： （1）动力消耗大，长途尤为明显； （2）需配置压缩空气系统； （3）不适宜输送粘性强的物料及粒径大于30mm的物料,,,,,,9.3.2 气固混合体的基本性质,一、浓度 1. 质量浓度 2. 体积浓度 3. 实际浓度二、密度 1. 流量密度 2. 实际密度,9.3.3 输料管中颗粒体的流动形式,输料管中颗粒的流动形式是随着输送气流速度而显著变化的 均匀流 停滞流 悬浮流 管底流 集团流 栓塞流 疏密流 部分流,,,9.3.4 气固两项流的各项压力损失,一、两项流的加速压损二、摩擦压损 纯空气的摩擦压损 ＋ 颗粒群的附加摩擦压损三、颗粒群的悬浮提升压损 （悬浮阻力＋提升阻力）重力压力损失四、局部压损 纯气流的局部压损 ＋ 颗粒群的附加局部压损五、气力输送装置的总压损,9.3.5 颗粒速度与输送气流速度之比,气流推力管壁的摩擦力3. 重力作用力,9.3.6 输料管中压力损失与最佳的输送风速,一、输料管中压力损失与风速的关系 加速压损 ＋ 摩擦压损 ＋ 颗粒群悬浮、提升压损二、水平输料管等速段的压损与临界风速,9.4 粉体的贮存,9.4.1 粉体贮存的作用与分类 作用：保证生产的连续性； 改善物料的某些工艺性质； 设备能力的平衡。

分类：堆场与吊车库、贮料容器； 料库、料仓、料斗9.4.2 仓内粉体的重力流动形式 一、流动形式,出料口料流状态 流动椭圆体,迅速滑动区,缓慢滑动区,垂直运动区,自由降落区,,,,,,,流动锥体,垂直运动滚动运动,,,小角料斗 大角料斗,筒仓垂直部分高而料斗锥角大,压力最大,,二、整体流与漏斗流,粉体在重力作用下自料仓流出的型式： 质量流（整体流）－料仓内整个粉体层能够大致均匀地下降 流出 特点：先进先出 常发生在带有相当陡峭而光滑的料斗筒仓内 漏斗流－料仓内粉体层的流动区呈漏斗形，料流顺序紊乱， 甚至部分粉体滞留不动 特点：后进先出 漏斗流Ⅰ θ> 90°－φw 有残留 漏斗流Ⅱ θ< 90°－φw 无残留 常发生在平底的料仓中或带料斗的料仓中。

原因：料斗的斜度太小或斗壁太粗糙贯串整个料仓的漏斗流 有效流动通道卸空物料后 形成的穿孔和管道,横跨流动通道形成的料拱或斜桥 整体流料仓,质量流料仓壁面压力分布,r/R = 0.8～0.9,,9.4.3 颗粒的偏析与拱桥效应,偏析－－粉体层的组成呈现不均质的现象 原因：粒径、颗粒密度、颗粒形状、表面性状等的差异 影响偏析的因素：颗粒粒度、颗粒密度、形状弹性变形、安 息角、粘度等非粘性粉体偏析机理 1. 细颗粒的渗透作用：细颗粒在流动期间自身重新排列时， 通过大颗粒空隙渗满 2. 振动：大颗粒升到表面，细颗粒运动到大颗粒下面 3. 颗粒下落轨迹：堆料前已发生偏析 4. 料堆上的冲撞：弹性好及较大颗粒反弹，集中于料堆外围 5. 安息角的影响：安息角大的颗粒往往集中在料堆外围。

6. 粒子和摩擦状态的影响：滚动摩擦系数小的粗颗粒分布在仓 壁附近整体流动中典型的偏析与混合,抛射分离,料仓加料时，减少偏析装置,卸料助混装置,偏析的防止措施,1. 回转进料；2. 加中央孔管；3. 细高料仓设计；4. 隔室法；5. 侧孔法粉料拱 静态拱的类型：,,防拱措施： 1 改善料仓的几何形状及尺寸； 2 降低料仓粉体压力； 3 减少料仓壁摩擦系阻力9.4.4 物位的测定,一、料位－槽斗、罐、堆场和储库等所贮存的固体块、颗粒、 粉料等的堆积高度和表面位置 液位－生产过程中罐、塔、仓、槽等容器里贮存的液体介 质的高低二、物位测量装置 电容式料位计，核辐射料位计，重锤式料位计， 回转翼轮式料位计，重量料位计等。