旋風粉體輸送機的基本原理和選型注意事項

設計和操作安全可靠的旋風粉體輸送機需要熟悉一些基本原理。今天我們一起來了解這些原理，并提供了一些在失敗或性能較差的系統中常見的設計錯誤及旋風粉體輸送機選型的注意事項。粉體氣力輸送是指用移動的載氣(通常是空氣)粉體輸送固體微粒。氣體和粒子(或粒子集合，如填充床)之間滑動產生的阻力克服了摩擦損失和引力，提供了將粒子從源移動到目的地所需的能量。一旦氣體速度超過了顆粒的終端速度，該顆粒就會被卷入氣體流動中，盡管對于大塊固體，由于顆粒可以聚集在一起，該速度往往略高于終端速度。

根據氣速和材料特性的不同，可以觀察到廣泛的流動模式。在固相進給速率恒定的情況下，隨著氣速的增加，填料床轉變為運動的段塞流，進而退化為沙丘或不穩定的沙丘，最終顆粒完全夾帶到氣流中，形成均勻流動。在均勻流動中，顆粒移動得更快，但固體濃度低得多。在恒定的氣速下增加固體濃度會產生相反的效果。流體動力學過程從均質流到沙丘流，再到段塞流，最后形成堵塞床。這一系列的流體動力學提供了廣泛的應用。均質流相對容易管理，而沙丘流和段塞流比較棘手，但在某些應用中可能是必要的。低氣速、高固濃度粉體輸送的稱為濃相，高氣速、低固濃度粉體輸送的稱為稀相。介質致密相或鏈相(有時稱為混合相)的粉體輸送是在這兩種狀態之間，需要仔細控制氣體速度在材料的取料點，以避免不穩定的流動條件。

要了解稀相和密相粉體輸送的區別，最好是看水平管道中固體流量(承載能力)或壓力梯度與氣體流量的關系。如果我們觀察相對于氣體流量的承載能力，我們可以看到，當氣體流量增加時，在給定系統壓降下的承載能力達到最大值。整個系統的壓降越高，這個最大值就越高。一般來說，這個最大值是濃相粉體輸送和稀相粉體輸送之間的過渡點。你可能認為這是一個理想的操作條件，但它不是。在最大承載能力時的流動流體動力學與輸送流相對應，輸送流是指當氣體速度降低時，顆粒(或鹽)將從流中掉落的點。在這一點上，流量是不穩定的，在商業系統中，在這一點或接近這一點的操作是具有挑戰性的。稀相系統被設計成在略高于輸送速度的氣速下運行。密相系統在這一點以下運行。

對于單相氣體流(零固相率)，壓力梯度與氣體流速曲線近似遵循單調的速度平方趨勢。然而，一旦向水平粉體輸送管線中添加固體，壓力梯度就會發生巨大變化。這是因為添加的固體會導致額外的壓降貢獻，如顆粒加速度、顆粒剪切應力和顆粒壁面摩擦，所有這些都比相應的氣體加速度、氣體剪切應力和氣體壁面摩擦更為顯著。對于壓力梯度與氣體流速，最好是在物料流附近操作，但不要在物料流線上或太靠近。這是壓力梯度最低的地方，這意味著更少的資本和更低的電力消耗。此外，對于輸送管線左側的密相流，過低的氣體流量會導致充填床堵塞管線而不移動。密相模式下的壓力梯度和壓力波動高于稀相模式，并表現為粉體輸送線路的振動。對于發生在高氣速和輸送流線右側的稀相流，壓力波動較小，因此較少考慮振動引起的機械應力。