气力输送系统基础理论和基本计算

影响气力输送运行的主要参数：
固气比、气流速度、管道输送水平长度、输送垂直长度、弯头数量、物料特性、管道粗糙度
1 气体方程

上述单位对应的R=8.314                          公式适用于：温度较高或压力较低时的稀薄气体

2 固气比
是指单位时间内输送的物料质量与同一时间内通过该管道的空气质量之比，用m 表示。
即： m=G 固/G 气
m 值的选定受风机性能、物料特性、输送条件等多方面因数的制约，它是一个设计输送装置经济型和工作可靠性的重要参数。
在规定的生产能力下，m 值越大，所需的风量越小，因而对应的管径和除尘分离设备越小，而且单位能耗也越低。但m 值太大，
将会导致导致输送状态进入不稳定区，甚至发生堵管。

3 气体速度、固体速度及悬浮速度、沉降速度
沉降速度是指颗粒在流体中下沉时，流体阻力等于浮重时，颗粒的最大恒定沉降速度。悬浮速度是指当流体以沉降速度向上流动
时，颗粒表现为不上升也不下降，处于某一水平位置的摆动状态，这时的流体速度即称之为悬浮速度。
空气中球体的悬浮速度计算公式为：

因此在垂直管道中，理论上只要气气流速度大于沉降速度，颗粒即会被送走。工程中为保证输送的安全性，垂直管道的输送速度
一般应νa≧（1.3~1.7）ν0对水平管道一般取νa≧（2~3）ν0输送中物料实际的运行速度小于空气的速度，近视如下：
垂直管道：νs≈νa‐ν0
水平管道：νs≈（0.7~0.85）νa
4 压力、压力降
纯气体在管道中流动时的摩擦阻力为：
ΔP=λ・L/d・ρa・νa
2/2
其中：
λ：管道摩擦系数
L：管道长度 m
D：管道直径 m
ρa：空气密度 kg/m3
νa:空气流动速度 m/s
气力输送装置的压降包括输送段压降、除尘装置压降和系统内各管件、阀件压降。
其中直管输送段压降 p ：
p1=pf+pa+pr+pi
pf —— 气体与管壁的摩擦损失
pa—— 颗粒加速所需的惯性压降
pr—— 使颗粒悬浮并上升的重力压降
pi—— 颗粒自身及与管壁的碰撞与摩擦压降
5 气力输送相图

6 气力输送的状态（稀相输送和密相输送）
根据气力输送状态相图分析可知，气固两项流动时，物料的运动状态随着输送风速的变化而变化的。当输送风速高时，
物料处于悬浮状态，呈均匀分布地被气流带走；随着输送风速的降低，物料开始积集；之后，部分物料在管道中积聚，
呈集团脉动态输送；继续降低输送风速物料堵塞截面，形成不稳定的料栓，这时料栓被空气的压力推动输送；再降低
输送风速，不稳定的料栓将成为稳定的料栓，由空气的压力推动输送。

7 风机的选用
风机的选择首先应以风量和压头满足工艺要求为基本条件，同时兼顾经济性、安装形式、噪音要求。明确工艺要求中
时恒定流量还是恒定压力，压力、流量变化时对工艺影响的敏感程度等确定风机的形式。罗茨风机属于恒流量风机，
风压随管道负载压力的变化而变化，风量变化很小。离心风机属于恒压力风机，风量随负载变化而变化，风压变化很小。
风机特性曲线与流型图上的压降特性曲线适配。
如图，加料量为 G1 时，风机 II 和风机 I 均能满足稀相输送的操作条件。
加料量增加到 G2 时，风机 I 已不能满足稀相输送的条件。
加料量增加到 G3 时，两台风机都不能满足稀相输送的条件。
风机特性曲线越陡峭（如正位移式风机），在稀相输送区操作范围内颗粒加料量的调节余地越大。