氣力輸送系統設計中空氣速度的重要性

氣力輸送風速是氣力輸送系統中的一個關鍵參數。從基本流體力學出發，壓降與速度的平方成正比。因此，空氣速度必須保持在一個盡可能低的值，以避免過度的壓降。然而，在氣力輸送中，目標是使輸送氣流速度保持在一個最小值，仍然足以可靠地輸送物料。對于以稀相輸送的物料，這個速度可能在15米/秒左右，對于許多物料，稀相氣力輸送是傳統氣力輸送系統的唯一選擇。然而，對于具有良好的空氣保留特性或良好的滲透性的材料可以選擇密相氣力輸送。在這種情況下，最小輸送氣流速度可能低至5米/秒。一般建議輸送氣流速度的安全余量為20%左右。然而，余量不能太大，因為壓降和所需能量會隨速度的變化而變化。

在氣力輸送系統設計中，工程師通常只參考空氣的速度(而不是被輸送的顆粒的速度)，因為這個量很容易計算或測量。氣流中的顆粒將以稍低的速度輸送。空氣和空氣中的物料之間的速度差通常被稱為“滑移速度”。顆粒尺寸越大，密度越大，形狀越復雜(表面積越大)，滑移速度也越大。

氣力輸送管道的路徑可能包括顆粒垂直向上和垂直向下移動的部分，以便穿越管道。垂直向上和垂直向下流動沒有不適當的問題，而且可能更容易，因為垂直向上流動的最小輸送氣流速度通常比水平流動的低。在現實中，這種優勢很少能被利用，因為大多數管道結合了水平和垂直管道。在氣力輸送的大多數情況下，水平管道占主導地位，因此輸送空氣的速度通常根據水平輸送所需的速度來確定。

當物料經過氣力輸送到管道中時，顆粒在輸送點的速度基本上為零。因此，重要的是，材料應該能夠加速到它的終端速度在管道的直線段，無論是水平或垂直。為此所需的管道長度被稱為“加速長度”，它將取決于要輸送的物料的粒度、形狀和密度。對于粉塵和細粉，長度可能是1-2米，但對于小顆粒和顆粒狀材料，長度可能是5-6米。然而，在氣力輸送系統加速區域內，管道應該盡可能直，以使粒子盡可能快地達到其最終速度。如果在氣力輸送穩定流動建立之前，彎管放置得太近，流動可能會停止，氣力輸送管道可能會堵塞。

這種情況被輸送的粒子跟隨它們的物料進入管道的加速度，基本上是在零速度下，直到它們達到終端速度。在氣力輸送管道開始輸送時，一個重要的輸送線壓降因素可以歸因于這個加速過程。在單孔管道中，當物料被輸送到排放點時，空氣速度和顆粒速度的值將沿著管道的長度繼續增加。

必須認識到，在這個加速度長度范圍內，氣力輸送管道很容易堵塞。因此，至關重要的是，在這個區域內不能有彎道或其他可能的障礙物。加速度長度的實際值很大程度上取決于被輸送物料的粒度、形狀和密度。

由于被送入管道的物料基本上是零速度的，因此對氣力輸送輸送系統來說，壓降的一個重要因素是加速顆粒從零速度到管道末端在卸料點的最終速度。