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1、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
2、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 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
3、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；
4、（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
5、,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
6、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 90w 有残留 漏斗流 90w 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=0.80.9,9.4.3 颗粒的偏析与拱桥效应,偏析粉体层的组成呈现不
7、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。,
