第四章 按速度壓力法計(jì)算木材工業(yè)氣力輸送-123

第四章

木材工業(yè)氣力輸送系統(tǒng)

計(jì)算原理與方法內(nèi)容§4-1氣力輸送的主要參數(shù)§4-2木材碎料混合氣流速度的確定§4-3混合氣流管道輸送系統(tǒng)的壓力損失流體力學(xué)原理§4-4混合氣流管道輸送系統(tǒng)的壓力損失計(jì)算§4-1氣力輸送的主要參數(shù)一、流量：體積流量－Ｑ，ｍ３/ｓ

重量流量－Ｇ，Kg/ｓ二、流速：管內(nèi)氣流流過(guò)斷面的平均流速層流：ν軸心=νmax

ν平均=?νmaxν壁=0ν軸心=νmax

ν平均=0.8νmaxν壁=0紊流：三、壓力概念：

靜壓：表示氣體具有的內(nèi)能。有正、負(fù)之分，高于大氣壓為正，低于為負(fù)。動(dòng)壓：表示氣體具有的動(dòng)能。和速度方向相同，始終為正。全壓：表示氣體具有的總能量。有正、負(fù)之分，高于大氣壓為正，低于為負(fù)。單位：Pa，1Pa=1N/m2表示法：絕對(duì)壓力相對(duì)壓力四、混合濃度（料氣比、混合比、輸送比）定義：流過(guò)管道斷面的物料量與氣流量的比值。它表示輸送管道內(nèi)物料與空氣的混合情況。流出重量混合濃度：實(shí)際重量混合濃度：混合比的應(yīng)用:

①在輸送一定物料時(shí),混合濃度較高好.

②混合濃度較高,阻力增大,易堵塞.因次，根據(jù)物料性質(zhì)、輸送量和輸送距離、裝置形式等因素選取。氣流量的計(jì)算①由

得②由得例題：如圖示出一個(gè)中壓氣力運(yùn)輸系統(tǒng)的布置簡(jiǎn)圖

§4-2木材碎料混合氣流的氣流速度一、木材碎料的特性(輸送特性)1、木材加工碎料和粉塵的產(chǎn)生2、木材碎料的輸送特性

①木材碎料的密度和堆積密度②木材碎料的粒度（塊度）和形狀③粉塵的堆積角和滑動(dòng)角④含水率和脆性⑤爆炸性人造板廠幾種有代表性的木材碎料的堆積密度數(shù)值木材碎料的類(lèi)型微細(xì)粉末：粒徑﹤0.147㎜粉粒：粒徑﹤3.3㎜顆粒：粒徑﹤12.7㎜塊狀：任意方向上尺寸均﹥12.7㎜不規(guī)則形狀：包括纖維狀、繩帶狀和其他易形幾種木工粉塵的分散度粉塵名稱(chēng)分散度<10μm10～20μm20～30μm30～40μm40～50μm>50μm纖維板砂光粉塵0.0321.562.136.924.7584.61刨花板砂光粉塵1.773.265.612.135.8681.37膠合板砂光粉塵（第二級(jí)除塵）1.135.6711.487.329.5164.88散粒物料的堆積角（安息角）二、混合氣流的輸送速度

1、混合氣流在水平管段的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及輸送速度⑴水平輸送管段內(nèi)，氣流速度與物料粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)系⑴懸浮流-ν最高⑵底密流-ν稍低⑶疏密流-ν臨界速度⑷停滯流-ν<ν臨界⑸部分流-ν過(guò)?、手?---------------穩(wěn)定輸送不穩(wěn)定輸送動(dòng)壓輸送依靠氣流靜壓⑵物料運(yùn)動(dòng)速度和壓損的關(guān)系輸送氣流速度與單位管長(zhǎng)的壓損的關(guān)系1-高混合濃度2-低混合濃度3-純空氣⑶水平管段內(nèi)氣流速度的計(jì)算①概念：

臨界速度：在水平管內(nèi)物料能穩(wěn)定輸送的最小氣流速度叫臨界速度。又叫要求的最小氣流速度或最適氣流速度。②計(jì)算公式：

2、混合氣流在直立管段內(nèi)的速度概念：

①懸浮速度

②沉降速度懸浮速度的確定：①實(shí)驗(yàn)法；②計(jì)算法；③經(jīng)驗(yàn)公式法。實(shí)驗(yàn)法測(cè)定懸浮速度a.測(cè)定裝置：b.測(cè)定原理在風(fēng)機(jī)的作用下，透明管內(nèi)形成上升氣流，當(dāng)所測(cè)定的物料在透明管呈懸浮狀態(tài)時(shí)，管內(nèi)上升氣流的速度即為物料的懸浮速度。由于透明管3和風(fēng)管8相應(yīng)斷面流量相等，因此，測(cè)定風(fēng)管上的平均動(dòng)壓，計(jì)算出平均風(fēng)速，即可求出透明管內(nèi)的風(fēng)速。

c.測(cè)定方法測(cè)定時(shí)，先關(guān)小風(fēng)機(jī)進(jìn)口閥門(mén)口，啟動(dòng)風(fēng)機(jī)后，將待測(cè)物料移至透明管3吸口，調(diào)節(jié)閥門(mén)，使物料吸入并提升。待物料在透明管內(nèi)懸浮穩(wěn)定之后，用畢托管和壓力計(jì)在風(fēng)管8上測(cè)定平均動(dòng)壓，并計(jì)算出平均流速。用當(dāng)量球體法計(jì)算表-幾種計(jì)算公式得出的懸浮速度與實(shí)驗(yàn)結(jié)果之比較3、在一套具有水平及直立上升（包括傾斜上升管段）的氣力輸送系統(tǒng)中，實(shí)際取用的氣流速度為：ν=ν臨界+νs§4-3混合氣流管道輸送系統(tǒng)的壓力損失

流體力學(xué)原理一、流體在管內(nèi)的流動(dòng)規(guī)律及流動(dòng)狀態(tài)1、連續(xù)性方程（管流的質(zhì)量方程）

穩(wěn)定流動(dòng)非穩(wěn)定流動(dòng)

Q1=Q2=C（常數(shù)）

或ν1F1γ1=2F22=C2、伯努力方程（管流的能量方程）（1）理想流體的伯努力方程（2）理想氣體的伯努力方程（3）實(shí)際氣體的伯努力方程3、流體在管內(nèi)的流動(dòng)狀態(tài)二、純空氣在管內(nèi)流動(dòng)的壓力損失沿程摩擦阻力

局部阻力λ——純空氣氣流在管道中的摩擦阻力系數(shù)要根據(jù)空氣在管道內(nèi)的流動(dòng)狀態(tài)、雷諾數(shù)的大小以及管壁的粗糙程度來(lái)確定。除塵和氣力輸送系統(tǒng)的管道內(nèi)，空氣流動(dòng)均屬紊流，紊流狀態(tài)時(shí)，λ值不僅決定于空氣流動(dòng)的雷諾數(shù)，而且還與管壁的粗糙度有關(guān)。ξ——局部阻力系數(shù)，實(shí)驗(yàn)測(cè)定；實(shí)際工程設(shè)計(jì)可查手冊(cè)．三、氣力輸送管道內(nèi)的壓力分布（能量變化情況）⑴圖示：⑵分析：①當(dāng)風(fēng)機(jī)不工作時(shí)，H靜=H全=H動(dòng)=0.②根據(jù)風(fēng)機(jī)工作時(shí)實(shí)測(cè),以大氣壓力線作為基準(zhǔn)作出沿管道的壓力分布圖.③氣流在管道中流動(dòng)是由于管道兩端的壓力差所引起的.氣流由高壓端流向低壓端.④在管道的吸氣管段部分,相對(duì)全壓和相對(duì)靜壓都是負(fù)值.順著氣流方向,真空度越來(lái)越大,風(fēng)機(jī)入口處的負(fù)壓值最大.⑤在管道的壓出管段,任意截面的全壓等于所克服的阻力(該截面至出口的壓力損失)與管網(wǎng)出口截面的動(dòng)壓之和.⑥管網(wǎng)出口截面的靜壓等于零,其全壓等于動(dòng)壓.⑦風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)壓,用于克服整個(gè)管路的壓力損失(包括出口動(dòng)壓)§4-4混合氣流管道輸送系統(tǒng)的壓力損失計(jì)算一、混合氣流在水平輸送管段內(nèi)的壓力損失1、壓損比ε：（壓降比、壓損增大系數(shù)）

ε的變化服從如下的直線規(guī)律

2、混合氣流在水平輸送管段內(nèi)的壓力損失ε=1+KμP直管（混）=P直管（純）˙ε=P直管（純）˙（1+Kμ）二、混合氣流在直立輸送管段內(nèi)的壓力損失1、壓損的產(chǎn)生與組成：

2、壓損的計(jì)算

P總（直升）=P混（直沿）+P氣（上升）+P物（上升）P混（直沿）=P純（直沿）˙（1+Kμ）P氣（上升）=γ氣˙hP物（上升）=G物’˙h/F三、混合氣流在局部阻力處的壓損公式：ΔP局（混）=ΔP局（純）˙（1+Kμ）幾種主要管道構(gòu)件的局部阻力1、

彎管的局部阻力①用途：改變管道走向，改變氣流方向②參數(shù)：管徑d、曲率半徑R、彎曲角度α、弧度R/d③運(yùn)動(dòng)阻力④減少阻力措施彎管的結(jié)構(gòu)及其內(nèi)壁渦流彎管阻力系數(shù)ａ.圓形斷面的氣流管道，彎管角度，且通過(guò)純空氣：b.實(shí)驗(yàn)公式:2、三通管的局部阻力①作用：用于吸風(fēng)支管的匯合或送風(fēng)支管的分流②結(jié)構(gòu)參數(shù)：一直管、一側(cè)管，二者匯合到主管d直、d側(cè)、d主、夾角α.氣流通過(guò)吸氣三通時(shí)產(chǎn)生渦流情況③三通管阻力阻力計(jì)算（直管）（側(cè)管）在計(jì)算管道系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)將上述的局阻△H分別計(jì)入相應(yīng)管段的總阻力之中。

④合理結(jié)構(gòu)的三通管⑤簡(jiǎn)易的三通管3．突擴(kuò)管與突縮管的局部阻力4．漸擴(kuò)管與漸縮管的局部阻力四、使物料加速引起的損失1、產(chǎn)生原因：

為使裝入管道中速度為零或較小的物料的速度達(dá)到正常輸送的運(yùn)行速度，必然要消耗氣流的能量。2、計(jì)算公式：P207式12-57式12-58五、旋風(fēng)分離器的壓力損失1、旋風(fēng)分離器的壓力損失

①內(nèi)容：包括從氣流進(jìn)入旋風(fēng)分離器的進(jìn)口一直到空氣由排氣管逸出的全部阻力。

②確定：測(cè)量法ΔP分=P進(jìn)全-P出全計(jì)算法2、其他各種分離器的壓損：一般說(shuō)明書(shū)中都給出。

注意：壓損與工作條件有關(guān)。說(shuō)明書(shū)中給出的壓損是在設(shè)計(jì)流量下工作時(shí)的損失。六、氣力輸送管道的總壓力損失是指該系統(tǒng)的串聯(lián)管路上的壓損總和：H總=H水平+H直立+H局部+H加速+H分離風(fēng)機(jī)要求的風(fēng)壓：H風(fēng)機(jī)=（1.1?1.2）H總對(duì)木工車(chē)間氣力吸塵：H總=1.1（H水平+H局部+H分離）P總（直升）=P混（直沿）+P氣（上升）+P物（上升P混（直沿）=P純（直沿）˙（1+Kμ）七、并聯(lián)氣流管道的壓力平衡1、串聯(lián)管路：

Q=Q1=Q2=…=QnP=P1+P2+…+Pn=∑Pi2、并聯(lián)管路：

Q=Q1+Q2+…+Qn=∑QiP=P1=P2=…=Pn3、并聯(lián)管路的壓力平衡計(jì)算壓力平衡原理

Q=Q1+Q2H=H1=H2

壓力平衡方法方法：調(diào)節(jié)管徑改變管道長(zhǎng)度增設(shè)閘閥管徑調(diào)整平衡公式第四章小結(jié)一、混合濃度：表示輸送管道內(nèi)物料和空氣的混合情況。1.流出重量混合濃度：2．實(shí)際重量混合濃度：應(yīng)根據(jù)物料性質(zhì)、輸送量和輸送距離、裝置形式等因素合理選取混合速度。吸塵:μ≤0.2；輸送:μ=0.3—0.7；國(guó)外:μ=2—8。二、在一套具有水平及直立上升管段（包括傾斜上升管段）的輸送木材碎料的氣力輸送系統(tǒng)中，實(shí)際取用的氣流速度為:在實(shí)際工程中，可查手冊(cè)選取。

三、混合氣流管道輸送系統(tǒng)的壓力損失計(jì)算1．沿程損失：沿程損失與哪些因素有關(guān)：L、d、υ、γ、μ2．局部員失：ξ——純空氣通過(guò)局部構(gòu)件的局部阻力系數(shù)，用實(shí)驗(yàn)方法確定，各種局阻構(gòu)件都對(duì)應(yīng)有一定的局阻系數(shù)ξ值。氣力輸送管道的總壓力損失H總=H水平+H直立+H局部+H加速+H分離四、并聯(lián)氣流管道的平衡計(jì)算

支管阻力平衡：是指各支管在設(shè)計(jì)流量下，各支管的壓力損失值達(dá)到相等.由于各支管在匯合截面上具有的壓力總是相同的，而會(huì)使各支管自動(dòng)地改變其流量,即各支管的實(shí)際流量與設(shè)計(jì)流量不付，就是所謂的不平衡現(xiàn)象。所以壓力平衡的實(shí)質(zhì)就是按設(shè)計(jì)要求分配流量。課堂練習(xí)1.設(shè)計(jì)氣力輸送裝置時(shí)，一方面應(yīng)注意要求的最低氣流速度，另一方面不可將氣流速度取得很大，因?yàn)闅饬魉俣冗^(guò)大，當(dāng)管徑為常數(shù)時(shí)，則引起

的增大，

的增大，從而使

增加，還會(huì)引起管道的

增加，以及使物料的

增加。2、在氣力輸送管道內(nèi)，對(duì)于并聯(lián)管路，不管是否進(jìn)行壓力平衡計(jì)算，兩支管在實(shí)際工作中壓力損失都相等。（）3.測(cè)得某風(fēng)管一點(diǎn)的全壓力為64mmH2O，靜壓力為50mmH2O,試求此測(cè)點(diǎn)的動(dòng)壓及風(fēng)速。（10分）4.如圖一等徑風(fēng)管，以v=14m/s的空氣通過(guò)管道1—1，2—2斷面，其流程為2米，管徑為100mm，H1全=22mmH2O，

H2全=15mmH2O。（12分）求：①管道內(nèi)的空氣量（m3/h）；②1—1到2—2斷面的沿程阻力（Pa）；③彎頭的局部阻力系數(shù)（空氣勢(shì)能忽略不計(jì)）。5.某風(fēng)機(jī)風(fēng)管入口處測(cè)得h1=12毫米水柱。風(fēng)機(jī)進(jìn)、出口分別測(cè)得h2