气力输送的基本原理和如何设计计算系统

气力输送的基本原理

气力输送是利用气流的能量，在密闭管道内沿气流方向输送粉状、颗粒状或小块状物料的输送方式。其核心原理是通过风机等设备在管道内形成一定速度的气流，使物料在气流中悬浮或被推动，从而实现物料的运输。具体来说：

- 当气流速度足够大时，物料在管道中呈悬浮状态，依靠气流的动能向前移动（如稀相输送）；

- 当气流速度较低时，物料可能以集团形式在管道底部滑动或滚动（如密相输送）。

气力输送系统的设计计算要点

1. 确定输送方式与参数

- 输送类型：根据物料特性（如粒度、密度、含水率等）选择稀相（低浓度、高风速）或密相（高浓度、低风速）输送。

- 气流速度：需大于物料的“悬浮速度”（物料在垂直气流中处于悬浮状态的最小风速），避免沉积。

- 输送浓度：即物料与空气的质量比，稀相通常为1:10以下，密相可达1:10~1:30。

2. 管道设计

- 管径计算：根据输送风量和气流速度，通过公式  D = \sqrt{\frac{4Q}{\pi v}}  确定（ Q  为风量， v  为气流速度）。

- 管道布置：尽量减少弯头和支管，弯头曲率半径一般为管径的3~5倍，以降低阻力和物料磨损。

3. 阻力计算

- 包括管道沿程阻力（与管径、长度、气流速度相关）、局部阻力（弯头、阀门等部件）及物料悬浮和加速的阻力。

- 总阻力需通过经验公式（如阿特金斯公式）或软件计算，用于选择风机功率。

4. 设备选型

- 供料装置：如旋转给料器（稀相）、仓式泵（密相），需保证物料均匀进入管道。

- 风机：根据系统总阻力和风量选择离心风机或罗茨风机，需考虑风压裕量（通常10%~20%）。

- 分离器与除尘器：如旋风分离器、袋式除尘器，确保物料与气流高效分离，满足环保要求。

5. 物料特性验证

- 通过物料的流动性、磨损性等参数，验证输送方案的可行性，必要时进行小规模试验优化设计。

设计时需综合考虑物料特性、输送距离、产量等需求，结合工程经验与计算软件（如Fluent等）进行优化，以确保系统高效、稳定运行。