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物料气力输送装置中的气固两相流状态

发布时间:2019-11-22

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在气力输送装置中,物料在输送气流的作用下形成气固两相流。显然,两相流中由于物料的加人,料流将受到气流速度、物料特性及气固比等因素影响,其运动状态将会发生显著变化。物料颗粒运动状态在垂直输送管中与水平输送管中不同,现分述如下。
1、物料在垂直输送管中的运动状态在气力输送装置的垂直输料管中由于气流速度大于物料悬浮速度,物料粉粒便不断地向上运动。同时,因气力输送所选用的气流输送速般都大大超过层流临界速度,两相流处在紊流状态,因此物料颗粒除了上升以外,还受到与流向垂直运动的分量作用,和输送物料颗粒本身大小,形状不规则的影响,以及粒子相互之间或与管壁碰撞等原因,使物料颗粒受到气流不均匀的推力而产生不断地旋转、摇摆,所以物料颗粒不是直线上升,而是呈不规则曲线上升。气力输送在两相流上升过程中,由于物料颗粒之间及物料与管壁之间的摩擦、碰撞与粘附,以及管道断面上气流速度分布不均勻等诸多原因,实际使物料悬浮且不断上升所需要的气流速度,要比理论计算的物料颗粒悬浮的速度大HdFJ11.cOM。在垂直输送料管中,气流阻力与物料颗粒群的重力处于同一直线上,但由于实际垂直输送颗粒流运动的复杂性,不断地受到垂直于运动前进方向的力的干扰,物料颗粒流就会形成不规则的相互交错的蛇形运动,从而使物料颗粒流在垂直输送管内形成了稳定均匀分布的两相流
2、物料在水平输料管中的运动状态<气固两相流在气力输送装置水平管中运动时,物料颗粒的重力方向与气流方向垂直,此时气流速度产生的水平方向空气动力分力对颗粒悬浮不起作用,但由于下列一些垂直分力的存在,所以水平输送管中的颗粒仍然是处在悬浮状态下被输送的。
 
  (1)因水平输送管中气流呈紊流状态,故存在紊流气流垂直方向分速度产生的力使颗粒悬浮据测试紊流状态垂直速度分量约占平均分速的15%。
 
  (2)水平输送管管底颗粒上下气流速度不同,颗粒上部的气流速度大,即动压大静压小,而颗粒下部的速度小,动压小静压大,由此产生的粒子上下部静压差而使颗粒悬浮,
 
  (3)靠近管底的颗粒在管内气流的推动下滚动前进,由于气体粘性的存在,颗粒周围的空气被带动形成环流。在颗粒上部,环流与管内气流流动方向相同,叠加后流速增大;在颗粒下部,环流与管内气流流动方向相反。叠加后速度变小,由于颗粒上部速度增大、动压增大,静压减小;而颗粒下部速度减小,动压减小、静压增大,因此,在颗粒的上下部存在静压差,便产生了对颗粒的升力,并使颗粒悬浮滚动推进。
 
  (4)由于颗粒形状不规则,气流作用其上产生的垂直分力。
 
  (5)由于颗粒相互间或颗粒在前进中与管壁碰撞而跳跃,因此产生的反作用力在垂直方向的分力。在上述诸力的作用下,物料颗粒将在水平管中悬浮并随气流跳跃式地向前推进,依次起飞和降落,作边浮边沉的运动。

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