第四章

木材工業氣力輸送系統

計算原理與方法內容§4-1氣力輸送的主要參數§4-2木材碎料混合氣流速度的確定§4-3混合氣流管道輸送系統的壓力損失流體力學原理§4-4混合氣流管道輸送系統的壓力損失計算§4-1氣力輸送的主要參數一、流量：體積流量－Ｑ，ｍ３/ｓ

重量流量－Ｇ，Kg/ｓ二、流速：管內氣流流過斷面的平均流速層流：ν軸心=νmax

ν平均=?νmaxν壁=0ν軸心=νmax

ν平均=0.8νmaxν壁=0紊流：三、壓力概念：

靜壓：表示氣體具有的內能。有正、負之分，高于大氣壓為正，低于為負。動壓：表示氣體具有的動能。和速度方向相同，始終為正。全壓：表示氣體具有的總能量。有正、負之分，高于大氣壓為正，低于為負。單位：Pa，1Pa=1N/m2表示法：絕對壓力相對壓力四、混合濃度（料氣比、混合比、輸送比）定義：流過管道斷面的物料量與氣流量的比值。它表示輸送管道內物料與空氣的混合情況。流出重量混合濃度：實際重量混合濃度：混合比的應用:

①在輸送一定物料時,混合濃度較高好.

②混合濃度較高,阻力增大,易堵塞.因次，根據物料性質、輸送量和輸送距離、裝置形式等因素選取。氣流量的計算①由

得②由得例題：如圖示出一個中壓氣力運輸系統的布置簡圖

§4-2木材碎料混合氣流的氣流速度一、木材碎料的特性(輸送特性)1、木材加工碎料和粉塵的產生2、木材碎料的輸送特性

①木材碎料的密度和堆積密度②木材碎料的粒度（塊度）和形狀③粉塵的堆積角和滑動角④含水率和脆性⑤爆炸性人造板廠幾種有代表性的木材碎料的堆積密度數值木材碎料的類型微細粉末：粒徑﹤0.147㎜粉粒：粒徑﹤3.3㎜顆粒：粒徑﹤12.7㎜塊狀：任意方向上尺寸均﹥12.7㎜不規則形狀：包括纖維狀、繩帶狀和其他易形幾種木工粉塵的分散度粉塵名稱分散度<10μm10～20μm20～30μm30～40μm40～50μm>50μm纖維板砂光粉塵0.0321.562.136.924.7584.61刨花板砂光粉塵1.773.265.612.135.8681.37膠合板砂光粉塵（第二級除塵）1.135.6711.487.329.5164.88散粒物料的堆積角（安息角）二、混合氣流的輸送速度

1、混合氣流在水平管段的運動狀態及輸送速度⑴水平輸送管段內，氣流速度與物料粒子的運動狀態的關系⑴懸浮流-ν最高⑵底密流-ν稍低⑶疏密流-ν臨界速度⑷停滯流-ν<ν臨界⑸部分流-ν過小⑹柱塞流----------------穩定輸送不穩定輸送動壓輸送依靠氣流靜壓⑵物料運動速度和壓損的關系輸送氣流速度與單位管長的壓損的關系1-高混合濃度2-低混合濃度3-純空氣⑶水平管段內氣流速度的計算①概念：

臨界速度：在水平管內物料能穩定輸送的最小氣流速度叫臨界速度。又叫要求的最小氣流速度或最適氣流速度。②計算公式：

2、混合氣流在直立管段內的速度概念：

①懸浮速度

②沉降速度懸浮速度的確定：①實驗法；②計算法；③經驗公式法。實驗法測定懸浮速度a.測定裝置：b.測定原理在風機的作用下，透明管內形成上升氣流，當所測定的物料在透明管呈懸浮狀態時，管內上升氣流的速度即為物料的懸浮速度。由于透明管3和風管8相應斷面流量相等，因此，測定風管上的平均動壓，計算出平均風速，即可求出透明管內的風速。

c.測定方法測定時，先關小風機進口閥門口，啟動風機后，將待測物料移至透明管3吸口，調節閥門，使物料吸入并提升。待物料在透明管內懸浮穩定之后，用畢托管和壓力計在風管8上測定平均動壓，并計算出平均流速。用當量球體法計算表-幾種計算公式得出的懸浮速度與實驗結果之比較3、在一套具有水平及直立上升（包括傾斜上升管段）的氣力輸送系統中，實際取用的氣流速度為：ν=ν臨界+νs§4-3混合氣流管道輸送系統的壓力損失

流體力學原理一、流體在管內的流動規律及流動狀態1、連續性方程（管流的質量方程）

穩定流動非穩定流動

Q1=Q2=C（常數）

或ν1F1γ1=2F22=C2、伯努力方程（管流的能量方程）（1）理想流體的伯努力方程（2）理想氣體的伯努力方程（3）實際氣體的伯努力方程3、流體在管內的流動狀態二、純空氣在管內流動的壓力損失沿程摩擦阻力

局部阻力λ——純空氣氣流在管道中的摩擦阻力系數要根據空氣在管道內的流動狀態、雷諾數的大小以及管壁的粗糙程度來確定。除塵和氣力輸送系統的管道內，空氣流動均屬紊流，紊流狀態時，λ值不僅決定于空氣流動的雷諾數，而且還與管壁的粗糙度有關。ξ——局部阻力系數，實驗測定；實際工程設計可查手冊．三、氣力輸送管道內的壓力分布（能量變化情況）⑴圖示：⑵分析：①當風機不工作時，H靜=H全=H動=0.②根據風機工作時實測,以大氣壓力線作為基準作出沿管道的壓力分布圖.③氣流在管道中流動是由于管道兩端的壓力差所引起的.氣流由高壓端流向低壓端.④在管道的吸氣管段部分,相對全壓和相對靜壓都是負值.順著氣流方向,真空度越來越大,風機入口處的負壓值最大.⑤在管道的壓出管段,任意截面的全壓等于所克服的阻力(該截面至出口的壓力損失)與管網出口截面的動壓之和.⑥管網出口截面的靜壓等于零,其全壓等于動壓.⑦風機產生的風壓,用于克服整個管路的壓力損失(包括出口動壓)§4-4混合氣流管道輸送系統的壓力損失計算一、混合氣流在水平輸送管段內的壓力損失1、壓損比ε：（壓降比、壓損增大系數）

ε的變化服從如下的直線規律

2、混合氣流在水平輸送管段內的壓力損失ε=1+KμP直管（混）=P直管（純）˙ε=P直管（純）˙（1+Kμ）二、混合氣流在直立輸送管段內的壓力損失1、壓損的產生與組成：

2、壓損的計算

P總（直升）=P混（直沿）+P氣（上升）+P物（上升）P混（直沿）=P純（直沿）˙（1+Kμ）P氣（上升）=γ氣˙hP物（上升）=G物’˙h/F三、混合氣流在局部阻力處的壓損公式：ΔP局（混）=ΔP局（純）˙（1+Kμ）幾種主要管道構件的局部阻力1、

彎管的局部阻力①用途：改變管道走向，改變氣流方向②參數：管徑d、曲率半徑R、彎曲角度α、弧度R/d③運動阻力④減少阻力措施彎管的結構及其內壁渦流彎管阻力系數ａ.圓形斷面的氣流管道，彎管角度，且通過純空氣：b.實驗公式:2、三通管的局部阻力①作用：用于吸風支管的匯合或送風支管的分流②結構參數：一直管、一側管，二者匯合到主管d直、d側、d主、夾角α.氣流通過吸氣三通時產生渦流情況③三通管阻力阻力計算（直管）（側管）在計算管道系統時，應將上述的局阻△H分別計入相應管段的總阻力之中。

④合理結構的三通管⑤簡易的三通管3．突擴管與突縮管的局部阻力4．漸擴管與漸縮管的局部阻力四、使物料加速引起的損失1、產生原因：

為使裝入管道中速度為零或較小的物料的速度達到正常輸送的運行速度，必然要消耗氣流的能量。2、計算公式：P207式12-57式12-58五、旋風分離器的壓力損失1、旋風分離器的壓力損失

①內容：包括從氣流進入旋風分離器的進口一直到空氣由排氣管逸出的全部阻力。

②確定：測量法ΔP分=P進全-P出全計算法2、其他各種分離器的壓損：一般說明書中都給出。

注意：壓損與工作條件有關。說明書中給出的壓損是在設計流量下工作時的損失。六、氣力輸送管道的總壓力損失是指該系統的串聯管路上的壓損總和：H總=H水平+H直立+H局部+H加速+H分離風機要求的風壓：H風機=（1.1?1.2）H總對木工車間氣力吸塵：H總=1.1（H水平+H局部+H分離）P總（直升）=P混（直沿）+P氣（上升）+P物（上升P混（直沿）=P純（直沿）˙（1+Kμ）七、并聯氣流管道的壓力平衡1、串聯管路：

Q=Q1=Q2=…=QnP=P1+P2+…+Pn=∑Pi2、并聯管路：

Q=Q1+Q2+…+Qn=∑QiP=P1=P2=…=Pn3、并聯管路的壓力平衡計算壓力平衡原理

Q=Q1+Q2H=H1=H2

壓力平衡方法方法：調節管徑改變管道長度增設閘閥管徑調整平衡公式第四章小結一、混合濃度：表示輸送管道內物料和空氣的混合情況。1.流出重量混合濃度：2．實際重量混合濃度：應根據物料性質、輸送量和輸送距離、裝置形式等因素合理選取混合速度。吸塵:μ≤0.2；輸送:μ=0.3—0.7；國外:μ=2—8。二、在一套具有水平及直立上升管段（包括傾斜上升管段）的輸送木材碎料的氣力輸送系統中，實際取用的氣流速度為:在實際工程中，可查手冊選取。

三、混合氣流管道輸送系統的壓力損失計算1．沿程損失：沿程損失與哪些因素有關：L、d、υ、γ、μ2．局部員失：ξ——純空氣通過局部構件的局部阻力系數，用實驗方法確定，各種局阻構件都對應有一定的局阻系數ξ值。氣力輸送管道的總壓力損失H總=H水平+H直立+H局部+H加速+H分離四、并聯氣流管道的平衡計算

支管阻力平衡：是指各支管在設計流量下，各支管的壓力損失值達到相等.由于各支管在匯合截面上具有的壓力總是相同的，而會使各支管自動地改變其流量,即各支管的實際流量與設計流量不付，就是所謂的不平衡現象。所以壓力平衡的實質就是按設計要求分配流量。課堂練習1.設計氣力輸送裝置時，一方面應注意要求的最低氣流速度，另一方面不可將氣流速度取得很大，因為氣流速度過大，當管徑為常數時，則引起

的增大，

的增大，從而使

增加，還會引起管道的

增加，以及使物料的

增加。2、在氣力輸送管道內，對于并聯管路，不管是否進行壓力平衡計算，兩支管在實際工作中壓力損失都相等。（）3.測得某風管一點的全壓力為64mmH2O，靜壓力為50mmH2O,試求此測點的動壓及風速。（10分）4.如圖一等徑風管，以v=14m/s的空氣通過管道1—1，2—2斷面，其流程為2米，管徑為100mm，H1全=22mmH2O，

H2全=15mmH2O。（12分）求：①管道內的空氣量（m3/h）；②1—1到2—2斷面的沿程阻力（Pa）；③彎頭的局部阻力系數（空氣勢能忽略不計）。5.某風機風管入口處測得h1=12毫米水柱。風機進、出口分別測得h2