氣力輸送系統應用的研究

張紅軍

摘 要：氣力輸送是一項綜合技術，涉及流體動力學、材料科學、自動化控制、生產制造技術等領域。氣力輸送是一種完全封閉的管道系統，用于在火力發電、化學、水泥、制藥和食品加工等領域輸送原料和粉塵。

關鍵詞：氣力輸送系統;應用;分類;特點

在可持續和快速經濟發展的背景下，行業的生產都有所增加，其中一些行業越來越注重生產和運輸過程中的污染，如水泥、制藥、食品工廠和其他運輸顆粒和粉末的工廠。氣力運輸取代了傳統的機械輸送方式，在這種方式下，材料是通過密封管道輸送的。氣力運輸也是清潔過程的重要組成部分，是運輸某些材料的現代物流。隨著制造技術的發展，氣力運輸也發生了很大變化，系統體系結構也有所改善。

1.氣力輸送系統的特點

氣力輸送系統的特點是具有明顯的可識別特性，屬于沒有回程的管道。管道輸送是一種完整的管道，沒有機械輸送，運輸過程中不占地面，沒有外部影響，也沒有造成污染影響。這個裝置很簡單。而氣動運輸則無需返回加料，從而減少了額外的能源消耗并節省了大量空間。氣力輸送的介質是空氣。在大多數情況下，當它到達終點而不返回到原始終點時，它將被放置在大氣中。因此，氣力輸送具有以下優點：

1.占地管道具有最小面積;

2.靈活的管路和對設備的低投資。根據當地情況選擇最佳選項;

3.清潔和低污染。密封系統可以防止運輸對環境的污染;通過有針對性的設計，特別是在負壓運輸的情況下，使空氣管理系統實際上無灰塵;

4.運輸效率將運輸過程與技術過程結合起來，從而簡化了技術設備和過程的管理;

5.輸送量無關作業人員，盡量減少人員配備，簡化管理;

6.輸送可長距離;

7.輸送惰性氣體。但是，與其他運輸工具相比，氣力輸送的缺點是它消耗了大量能源，而稀稀相氣力輸送消耗的能源是斗式提升機的2至4倍，運輸的能源是帶式輸送機的15至40倍。越近距離輸送，現象就越明顯。氣力輸送還包括設備使用和損壞的物體，如果它們運行速度快且能效高。

2.存在問題

對國內外氣力輸送系統現狀的分析突出表明，進一步發展濃相栓流運輸是今后發展的方向。國際上目前公認，濃相栓流結構是最先進的氣力輸送結構，解決了磨損、堵塞、高效發展的問題，具有重要的學術意義和社會效益。濃相栓流氣力輸送還需解決以下問題

2.1.該設計以經驗公式為基礎，沒有理論依據介紹單相二次氣流對輸送管氣固兩相電流的影響。

2.2.采用單相氣流入的問題。單相氣流沿整個管道引入人口，導致管道的后端傳輸速度重疊和提高，后端傳輸速度提高，連續性方式失平;系統后部和出口的氣體分離裝置利用率高，噪音大;高能耗。

2.3.缺乏二次次氣流引入機制的研究，即主管內部氣體穩定相流的變化、二次氣流引入方式以及不同裝置結構對傳輸機制的影響。

3.氣力輸送系統分類

3.1.根據運輸性質，由于運輸物料種類不同，對應的氣力輸送種類繁多，但一般來說，可分為四種類型：筒式、稀相、濃相動壓、濃相靜壓氣力輸送。（1）筒式氣力輸送。根據裝料筒的類型，氣力輸送可分為輪式和非輪式輸送。在運輸過程中，首先將材料裝入管道，然后在管道內靜壓下高速滑動。筒式氣力輸送適用于輸送一些不易懸浮、自身成栓無法的物體，其應用范圍小。（2）稀相氣力輸送。作為最傳統的輸送方式，該輸送技術十分成熟，又稱動稀相動壓輸送。物料的輸送依賴于高速空氣產生的動能。風氣流量一般為12-40m/s，進料比1-5，最大15，輸送距離短，通常用于短距離運輸。輸送物料干燥方便，顆粒質量和粒徑小。（3）濃相動壓。在濃相動壓氣力輸送系統中，管道內物料在氣動能量密集的條件下輸送，由于物料密度不堵塞管道。在這種流動狀態下，氣流為8-15m/s。主氣動輸送機為高壓壓送式、高真空吸送式和流態化氣力輸送，15-20前兩者的料氣比，第三種類型用于輸送粉末材料。致密相靜壓輸送料氣比大于200。（4）濃相靜壓。濃相靜壓輸送是在濃相動壓氣力輸送系統基礎上發展起來的一種新型的壓氣力輸送技術。通過靜壓輸送物料，可分為栓流和柱流。氣栓流氣力輸送是目前中型遠程輸送方式中最好的輸送技術。在輸送過程中，可以提前將料柱切割，縮短柱長。輸送物料時，將氣栓和料栓分離，加快料栓的輸送速度，降低輸送壓力，增加輸送距離。在柱流氣力輸送裝置中，物料連續以密態填充到管道中。物料移動速度僅為0.2～2Mb/s，僅適用于30m以下的短途輸送。

3.2.按照輸送裝置分類。根據氣力輸送系統的輸送裝置類型（管路空氣壓力狀態），氣力輸送系統可分為正壓輸送系統、負壓吸入系統和混合輸送系統。（1）正壓壓送式系統通過風機裝置將壓力傳遞給進料端的材料，并將材料從一個位置傳遞到另一個位置或多個位置。由于風機安裝在整個氣動輸送系統的前面，材料不能自由進入管道，管道內的壓力大于運行過程中的外部空氣壓力。為防止泄漏，系統必須配備封閉電源裝置。風機啟動時，管道的內部壓力大于外部壓力。此時，材料通過管道輸送到壓縮空氣分離器。材料與分離器內的空氣分離，然后由排出裝置排出，凈化除塵裝置后將空氣釋放到大氣中。材料運輸過程已經完成。在正壓送風系統中，材料不直接穿過風機，傳輸材料不會導致風機磨損，風機葉片也不會導致材料損壞。壓力輸送系統是面粉廠產品負壓輸送系統的標準輸送系統。（2）負壓吸送式氣力輸送系統中，當裝置末端安裝的風機開始工作時，該系統將處于負壓狀態。此時管道內外有壓力差空氣被風機從進氣口吸入。材料與空氣一起進入管線，并通過管線進入分離器。材料和空氣在分離器中分離。分離后，材料從排出裝置中排出，空氣排出大氣，或在除塵裝置凈化后循環利用。材料運輸過程已經完成。系統首先通過分離器，風機磨損可以降低到最低級別，也就是說風機磨損是有限的。缺點是，當管道內部密度較高且距離較長時，系統必須設置為真空成本在上升。因此，我們要考慮運送方式負壓吸力傳輸系統適用于在一個地點集中運輸多種材料。這種經常被用來運輸糖、豆類、大米等，由于氣流壓力低于大氣壓力，水容易蒸發該系統比壓力運輸方式更容易運輸含水材料。它還適用于船舶和火車的卸載。由此可見，負壓運輸系統的范圍非常廣泛。（3）混合運輸系統由兩部分組成：吸氣和壓送。它受益于兩種不同的運輸系統，即混合運輸系統。混合空運系統通常用于更復雜的運輸。

氣力輸送越來越多地用于工業生產。作為各種散裝材料的運輸手段，它在整個材料運輸過程中發揮著重要作用。目前研究的主要方向是尋求一個科學上合理的設計基礎和方法，以便利用更嚴格和更準確的科學數據指導生產過程，從而使氣力輸送系統能夠滿足生產需求。

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