在气力输送系统中,气体速度只有大于临界输送速度,才能实现无聊连续、稳定输送,这是因为当气体速度小于临界输送速度时,输送管中的压降会急剧增加,使颗粒大量沉积下来,从而引起输送不顺甚至堵塞。同时,在气力输送系统中,为了减少管道的磨损,降低耗气量,提高输送效率,需要提高输送的固气比,降低输送速度。
临界输送速度
气力输送使得颗粒基本处于完全悬浮状态时的最小表观气体流速,是气力输送设计的关键参数之一。
- 英文名称
- critical/minimum transport velocity
- 所属学科
- 工程热物理及动力工程
各国研究者已经提出了各种求解临界速度的经验公式,在工程上常用的计算公式如下。
①M·李伐提出的公式:
式中为颗粒物料的质量流速;
为粒子的平均直径;
为粒子密度;
为气体密度;
为气体动力黏度,通过颗粒物料的质量流速可以求得临界速度。当Re大于10时,需要引入修正系数K,其值可以按照图1确定,如果粒子平均直径
时,则上式对于多分散颗粒物料也具有足够的精确性。
②OM托杰斯关系式:(在杂乱填平、固定床空隙率时用)
式中为颗粒物料临界速度;
为临界雷诺数;
为气体运动黏度;
为阿基米德数;
为重力加速度,
。
③图解法。这是工程计算上比较简捷的计算方法,也是被广泛采用的。它是由∏.B.李森科提出的,并且我们把Re3与Ar之比称为李森科数(Ly),即Ly=Re3/Ar,并由图2求得。图中分别列出了为0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1.0的曲线;直线1为李森科数最佳值;曲线2为速度最佳值;曲线3,4间的范围为沸腾干燥器的操作区。最后再由下式求得临界速度:
。
④通用关联式。罗曼科夫等对文献上已经发表的计算颗粒物料流态化临界速度的公式归纳整理后得出了通用关联式:
。
⑤普拉诺斯基通用公式:
式中为粒子形状修正系数;
为床层空隙率。
关于中、细颗粒(粒径)、高混合比水平气力输送临界速度的研究极少,对于粗大颗粒(
)、较高混合比输送和细小颗粒低混合比输送的研究较多。临界输送速度与物性参数(如物料真实密度
、载气密度
、物料堆积空隙度
、单颗粒终极速度
等)、输送管径
及操作参数(混合比
)有关。临界速度经验关联式表明,中、细颗粒高混合比低速输送时,输送管径与粒径比愈大,临界速度愈小。也就是说,在其他条件相同的情况下。大输送管径要保持较高的气速才能防止颗粒沉积于管底形成堵塞管道的柱塞而实现稳定输送。此外,单颗粒终极速度愈大,则其输送临界速度亦愈大,愈不易稳定输送。