氣力輸送管道的變徑設(shè)計(jì)

《氣力輸送管道的變徑設(shè)計(jì)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、氣力輸送管道的變徑設(shè)計(jì)氣力輸送管道的變徑設(shè)計(jì)氣力輸送管道的變徑設(shè)計(jì)氣力輸送管道的變徑設(shè)計(jì)氣力輸送管道的變徑設(shè)計(jì)氣力輸送管道的變徑設(shè)計(jì)氣力輸送管道的變徑設(shè)計(jì)氣力輸送管道的變徑設(shè)計(jì)李勇,高天寶青島科技大學(xué),山東青島266061氣力輸送與變徑管在氣力輸送過程中,在壓力能轉(zhuǎn)化為物料動(dòng)能實(shí)現(xiàn)物料輸送時(shí),具有一定的壓力損失.對(duì)單一管徑的管道,由于壓力的降低(特別是長距離輸送時(shí))輸送氣體的密度會(huì)減小而質(zhì)量流量不變,其輸送氣速為:V一4Q/(7cRpa)(1)式中:Qa——輸送氣體的質(zhì)量流量;pa——輸送氣體在輸送壓力下的密度;R——輸送管道半徑.從

2、式(1)中可看出,當(dāng)輸送管道的截面積變大即管徑增加時(shí),輸送氣速會(huì)減小,且與管徑的平方成反比.因此,采用變徑管可在一定范圍內(nèi)降低氣速,從而在一定程度上減少了因輸送速度過高帶來的問題.變徑管道應(yīng)用的范圍非常廣泛,不但可以應(yīng)用于長距離輸送,還可以應(yīng)用在高壓輸送,高真空輸送,部分密相輸送l1]和稀相輸送.對(duì)于變徑管的設(shè)計(jì)主要包括:管道變徑位置的確定和管徑大小的確定.設(shè)計(jì)的主要參數(shù)為最小輸送速度l2],最大輸送速度(由物料的磨蝕性及破碎率等因素決定)和壓力損失.2變徑管參數(shù)的確定如圖1所示,在1級(jí)變徑處,只有速度變小而壓力不變即P.和P相等.輸

3、送過程可以看成是等溫過程,氣體狀態(tài)方程可變?yōu)?V1,一V2(2)其中h分別為圖1中1和2位置的輸送氣體體積流量,m./s.由式(2)可得到1,2處的速度,,的關(guān)系:1,/2一d22,/d(3)其中d,d分別為第1段管道和第2段管道內(nèi)徑.第1級(jí)變徑第2級(jí)變徑第月級(jí)變徑圖1分級(jí)管徑示意因?yàn)?次變徑后,由于氣速的降低和管徑的增加,整個(gè)系統(tǒng)的壓降會(huì)有所下降,為了確保管道不發(fā)生堵作者簡(jiǎn)介i李勇(1962一),男,內(nèi)蒙古卓資人,碩士,青島科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院副教授,主要從事氣力輸送與橡膠機(jī)械技術(shù)的教學(xué)與研究.E-mail:sea—will@163

4、.corn塞,第2段管道的起始速度應(yīng)該大于最小輸送速度,即要用最小輸送速度乘上一個(gè)大于1的系數(shù),該系數(shù)的大小應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況而定(主要與變徑次數(shù)和物料物性有關(guān)).確定了第2段管道的起始速度后就可以根據(jù)式(3)求出第2段管道的管徑.由于管道管徑的標(biāo)準(zhǔn)化,取與計(jì)算管徑相近的管道作為變徑后的管道.如果標(biāo)準(zhǔn)管徑比計(jì)算管徑的尺寸大,應(yīng)考慮把變徑點(diǎn)適當(dāng)?shù)南蚬艿滥┒朔较蛲埔?防止管道堵塞.用同樣的方法可以得出各段管道的管徑.輸送管道末端的表觀氣速最大,并且較容易得到,因此把管道末端作為變徑計(jì)算的切入點(diǎn)較合理.計(jì)算出沿管道布置方向距離管道末端為處的表

5、觀氣速,用此速度與系統(tǒng)允許的最大輸送氣速比較,如果計(jì)算的速度小于最大輸送氣速,說明需要變徑的位置應(yīng)該在此計(jì)算點(diǎn)的后方離管道末端較近處(沿管道布置方向);如果計(jì)算的速度大于最大輸送氣速,說明需要變徑的位置應(yīng)該在此計(jì)算點(diǎn)的前方離管道末端較遠(yuǎn)處.通過這種迭代計(jì)算可以求出其表觀氣速與系統(tǒng)最大輸送速度近似相等(稍大于系統(tǒng)最大輸送速度)的點(diǎn),此點(diǎn)就是第1級(jí)變徑的位置.對(duì)管道進(jìn)行1級(jí)變徑后,重新進(jìn)行整個(gè)管道的壓降計(jì)算(由于1級(jí)變徑后管徑及輸送氣速變化),然后根據(jù)輸送氣體的入口條件計(jì)算出管道末端經(jīng)過1級(jí)變徑后的氣速,再用確定第1級(jí)變徑位置的方法確定第

6、2級(jí)管道變徑的位置.以此類推,直到整個(gè)管道中的氣速都符合輸送要求為止.一般情況下,管道變徑次數(shù)為(2～3)次.這種迭代計(jì)算可以編成計(jì)算機(jī)程序,實(shí)現(xiàn)管道變徑的設(shè)計(jì).為防止管道橫截面積突變,使物料沉積發(fā)生堵塞,變徑角0應(yīng)取為30.[.由于變徑后氣流速度會(huì)明顯降低,因此變徑點(diǎn)應(yīng)在彎管之后一定距離的位置(大于彎管后的加速區(qū)),以保證物料有足夠的動(dòng)能經(jīng)過彎管.3輸送參數(shù)分析文獻(xiàn)[4]介紹了變徑管道的試驗(yàn)情況.試驗(yàn)裝置(圖2)為:管道總長為115m.由9個(gè)彎頭組成,試驗(yàn)用物料為飛灰.變徑前,管道內(nèi)徑為53mm,在總長度的一半處進(jìn)行第1級(jí)變徑,管道

7、內(nèi)徑為69mm,在總長度的3/4處進(jìn)行第2級(jí)變徑,管道內(nèi)徑為81mm.圖3(a)是不變徑(管徑為53ram)輸送試驗(yàn)特性曲線;圖3(b)是1級(jí)變徑(變徑后管徑為69mm)輸送試驗(yàn)特性曲線.從圖3可以看出,當(dāng)物料流量同為20t/h,料氣比均為100的情況下,如果不對(duì)管道進(jìn)行變回f熱力發(fā)電?2007(9)i管道末端2緘變徑圖2變徑管道示意徑(管徑采用53mm),則管道壓損大約為0.22MPa;如果對(duì)管道在總長度的一半處進(jìn)行1級(jí)變徑(變徑后管道內(nèi)徑為69mm),則管道壓損大約為0.16MPa,變徑后壓損減小了0.04MPa.料氣比4O一三

8、0面20世萎10空氣質(zhì)量流量/kg’s空氣質(zhì)量流量/kg’s(a)單一管徑(b)1級(jí)變徑圖3管中飛灰的輸送特性可見,由于變徑后壓損的降低,會(huì)使管道中的氣速進(jìn)一步降低,而且有可能低于最小輸送速度.因此,下一級(jí)管道的初始速度