在气力输送中,管道内输送气流的速度进一步减小或者料气比升高时,物料在水平管道内呈疏密不均匀的流动状态,部分物料颗粒在管底滑动,但没有停滞的现象。
疏密流
被输送的物料颗粒在水平管道和垂直管道中的一种运动状态。
- 英文名称
- density flow
- 所属学科
- 工程热物理及动力工程
在水平输料管中,由于受到气流速度和物料比大小的影响,颗粒群会呈现六种不同的状态:①悬浮流。管道内输送气流的速度较大时,物料基本上处于均匀分布状态,物料颗粒在气流中呈悬浮状态输送。②底密流。管道内输送气流的速度减小时,越接近管底处,物料的分布越密集,但没有出现停滞,物料颗粒一面作不规则的旋转、碰撞,一面被向前输送。③疏密流。④停滞流。随着管道内输送气流的速度再次减小,大部分的物料颗粒失去被气流的悬浮,停滞在管道底部。此时,管道的局部区段因物料积聚而使管内断面变小,气流速度在该区段增大,使停滞的物料重新被吹走,形成停滞-积聚-吹走相互交替的不稳定输送状态。⑤部分流。管道内输送气流的速度过小时,气流就失去对物料的悬浮能力,物料颗粒堆积在管底,气流在上部流动。堆积的物料表面,有部分颗粒在气流的作用下作不规则的移动,同时堆积层也随着时间作沙丘移动似的流动。⑥柱塞流。当部分流也不能实现时,管道即被堵塞,物料呈柱状间隔充满管道。由于物料柱前后的压缩空气存在压力差,物料就依靠静压差的推动而被输送。
在水平管段中,颗粒受到气流的作用,颗粒上有重力、浮力、推动力和摩擦力。当气流速度较小时,由于推动力小于摩擦力,颗粒将沉积在输送管底部;随着气流速度增加,当推动力大于摩擦力,且重力等于浮力时,颗粒呈悬浮状;气流速度继续增加,推动力大于摩擦力,浮力也增加,此时的重力小于浮力,颗粒维持稳定悬浮状态,以一定速度沿输送管轴线方向运动。当速度和物料比处于某一范围内时,颗粒群便处于疏密流的状态。
针对气力输送中流型的判别方法主要有以下几种:①直接判别法。根据两相流的流动形式,直接确定流型的方法,如目测法、高速摄影法、射线衰减法和接触探头法等。其中目测法就是直接用眼睛观察管内的流动状态,这是一种最简单、最经济的方法,但是一般仅适合于流速较低的场合,观测结果具有较大的主观性;高速摄影法是利用高速照相机,通过拍摄得到流体流动状态的照片判断流型,与目测法类似;射线衰减法是利用射线通过介质发生吸收衰减的原理确定流型,但是该方法存在难以得到一个稳定、可靠的射线源及放射源的问题。②间接法。通过对反应两相流波动特性的信号进行分析,从而确定流型的方法。这种方法比直接法更加客观,可以实现在线检测。③-近邻流型判别法。取
个与待判流型测量数据矢量距离最小的投影数据矢量,若这
个投影数据矢量中多数属于某一流型,就将此未知流型判断为这种流型。这种方法比较简单,但是需要耗费大量的时间去计算每一个待分类数据。④基于模糊神经网络流型判别算法。采用下图所示的模糊化神经网络系统结构,首先由模糊系统对电容传感器阵列采集的反应两相流介质分布的投影信息进行加工,再用Kohonen网和BP网组成的神经网络进一步处理得到流型的分类信息。
⑤过程层析成像技术。根据某一物理对象的一组投影数据,用一重建算法经过计算机处理获得该对象的二维和三维图像,可直观反映该对象局部区域的有关信息。经过深入研究,该技术已取得初步研究成果。根据获得被测对象投影数据所采用的检测方法不同,过程层析成像大致分为电学层析成像、声学层析成像、光学层析成像、微博层析成像、核磁共振层析成像、辐射层析成像、电荷层析成像七类。这种方法可以实现在线测量,测量准确高,应用十分广泛。但是对系统设备的操作条件、灵敏度、安全性能要求较高,要求系统具有抗干扰、低噪声、高分辨率等,同时算法的优化是该种方法提高精确度最主要的途径。