氣力輸送基本理論

氣力輸送是在一定條件下，利用空氣流作為承載介質(zhì)的來(lái)輸送顆粒及粉粒狀物料的一門技術(shù)上。目前采用數(shù)量多的氣力輸送方式為吸送式和壓送式。他們的主要機(jī)理是建立在具有一定速度的氣流對(duì)物料顆粒的作用上。根據(jù)許多實(shí)驗(yàn)分析，紊流運(yùn)動(dòng)是空氣和物料混合的主要運(yùn)動(dòng)方式，即流紊作用決定了氣流與物料顆粒間的整個(gè)相互作用，或者說(shuō)氣流在層流狀態(tài)下，不可能對(duì)物料進(jìn)行輸送。目前無(wú)論是壓送式還是吸送式，管內(nèi)氣流速度一般在10——30米每秒之間，管徑常在50-300㎜之間。這種氣流條件已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)水力學(xué)理論中保持層流狀態(tài)的雷諾數(shù)臨界值。

氣流和物料顆粒之間的相互作用，見(jiàn)圖1-1所示

圖1-1

  氣流繞經(jīng)顆粒情況

在氣固兩相流中任取一顆粒來(lái)分析。當(dāng)空氣流繞過(guò)物料顆粒A點(diǎn)時(shí)，改變方向，空氣質(zhì)點(diǎn)在A處形成一個(gè)停滯區(qū)，空氣質(zhì)點(diǎn)沿AB或AC走，由于運(yùn)動(dòng)軌跡的的彎曲和距離的增加，便引起速度加快。在B,C兩點(diǎn)處開(kāi)始顆粒側(cè)面突然收縮，由于慣性作用，空氣質(zhì)點(diǎn)脫離顆粒表面，便在顆粒的后部D處 形成一個(gè)低壓區(qū)，這樣在物料顆粒前后便形成一個(gè)壓力差，動(dòng)壓力的主矢量及氣流對(duì)物料顆粒的作用方向相同，并伴隨有渦流；另外，氣流與顆粒還會(huì)產(chǎn)生摩擦力，所以氣流作用在顆粒上的力是動(dòng)壓力與摩擦力的主矢量的幾何和。

另外，由于氣流在管道橫斷面上地速度分布不均勻而形成了速度梯度，使得物料顆粒在空氣中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，將使氣流繞顆粒上部速度增加，繞下部氣流速度減小，由于顆粒上部速度大于下部速度，構(gòu)成上部壓力小，下部壓力大，形成物料在水平管中呈“懸浮”狀態(tài)的升力。