煙絲氣力輸送過程料速度的控制研究

謝鐘翔

（湖南核三力技術(shù)工程有限公司，湖南 衡陽421001）

通過采取軟啟動方式來啟動煙絲氣力輸送系統(tǒng)，能夠避免啟動偶成中，煙絲出現(xiàn)較多破碎，啟動之后，科學(xué)控制煙絲的輸送速度，確保水平管道當(dāng)中所輸送的煙絲能夠連續(xù)、穩(wěn)定流動，顯著降低煙絲氣力輸送環(huán)節(jié)的造碎率，減少系統(tǒng)能耗。

1 煙絲氣力輸送過程運(yùn)動狀態(tài)

煙絲氣力輸送過程中，體現(xiàn)為懸浮、管底、疏密、集團(tuán)、栓賽流態(tài)，各個流態(tài)的混合比與速度見表1。

2 料速度控制要點(diǎn)

2.1 顆粒運(yùn)動原理

煙絲氣力輸送屬低濃度低壓吸送方式，其理想輸送過程是懸浮狀態(tài)，可以在管道內(nèi)部均勻分布，通過將其簡化成系統(tǒng)模型，針對單個顆粒進(jìn)行分析，煙絲速度與氣流速度的速度差產(chǎn)生的加速度等于各項(xiàng)力之和[1]。

在一定角度θ0的傾斜管道中，顆粒M 被氣流加速，經(jīng)過時間t，移動距離l，顆粒的初速度vs0，這時氣流以相對速度(va-vs)對顆粒產(chǎn)生推力R，使得顆粒做加速運(yùn)動：

上述為單顆粒物料在傾斜管中的運(yùn)動方程。在水平管段，sin θ=0，垂直管段sinθ=1。由此可建立顆粒群速度Vs與時間的微分方程。

2.2 兩相流的壓力損失

兩相流壓力損失主要由四部分組成，分別是加速壓損、摩擦壓損、懸浮提升壓損和局部壓損。其中，加速壓損，消耗與起動加速過程，即氣流所作的功等于氣體與物料增加的動能，引入混合比m 后并化簡得到

表1 流態(tài)示意圖

2.3 注意事項(xiàng)

根據(jù)氣力輸送的理論知識和計(jì)算，針對煙絲的氣力輸送過程，需要對煙絲的特性和對應(yīng)的參數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，轉(zhuǎn)而應(yīng)用到控制模型與方案的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等方面，體現(xiàn)在以下幾個方面：

即為風(fēng)速控制煙絲速度的控制方案。

送料管(直管段)的壓力損失△Pm由兩相流的加速壓損，摩擦壓損以及顆粒群的懸浮壓損與提升壓損組成：

從加速壓損△Pma(空氣加速壓損和顆粒加速壓損)，空氣摩擦壓損△Pof，顆粒群摩擦壓損與空氣速度Va的關(guān)系得知，均與Va2成比例關(guān)系；，顆粒群懸浮壓損與風(fēng)速成反比的雙曲線關(guān)系，提升壓損與風(fēng)速無關(guān)，會形成定值。將多個壓損疊加之后，相關(guān)人員可以繪制送料管壓損與風(fēng)速關(guān)系曲線[3]。

另外，為了節(jié)省輸送動力，有效減少物料損耗，在管道底部無沉積物料的情況下，盡量減小風(fēng)速。國外在通過對一些其他物料的實(shí)驗(yàn)中得出，在m＜15，ds＞0.5mm 情況下，最小風(fēng)速：Vmin=1.3Vnm0.25。

結(jié)束語

綜上，通過對煙絲氣力輸送過程料速度的控制要點(diǎn)進(jìn)行全面分析，明確顆粒運(yùn)動原理、兩相流的壓力損失等，并提出注意事項(xiàng)，可以保證煙絲氣力輸送過程料速度得到更好控制，減少能源損耗。