隨著大型糧倉(cāng)的存儲(chǔ)作業(yè)，傳統(tǒng)的人工鏟裝、上料作業(yè)方式逐漸被自動(dòng)化的管道輸送方式取代，不僅是提高工作效率，重要是減少了人力成本，讓糧食的倉(cāng)儲(chǔ)管理更加順暢，為此采用吸料風(fēng)機(jī)的型式來(lái)實(shí)現(xiàn)靜壓吸料作業(yè)，但是不同的管道外徑、及管道距離、送料高度等因素決定吸料風(fēng)機(jī)的規(guī)格，所以如何根據(jù)管路來(lái)計(jì)算吸料風(fēng)機(jī)的選型呢？我們通過(guò)以下實(shí)例計(jì)算來(lái)作參考。
例1：某裝置吸送產(chǎn)品，已知輸送物料為粒料，平均粒徑ds＝0.0035m，zui大輸送量Ws＝4000kg／h，物料堆積密度ρs＝1320kg／m3，測(cè)得懸浮流速Vt＝8m／s，物料與管壁的摩擦系數(shù)λs＝0.0024，裝置的系統(tǒng)布置見圖5.2.9—1所示。
（1） 根據(jù)物料性質(zhì)，采用稀相動(dòng)壓輸送比較合適，用空氣為工作氣體。選擇輸送比m＝5.7。
（2） 估算氣體流速(uf)，由式(5.2.2—1)得：
其中 ρs＝1320kg／m3，KL取18，Kd取4×10-5，且由公式(5.2.2—2)
Lt＝L1+n1Lh－n2L2－nbLb
L1＝90+20+50＝160m，L2＝0，Lh＝1.4m，n1取1.6，90°彎頭1個(gè)，45°彎頭2個(gè)，近似取90°彎頭2個(gè)，nb＝2，Lb取10m。得：
Lt＝160+1.6×1.4+0+2×10＝182.24m
即取 uf＝20m／s
（3） 空氣密度取ρf=1.29kg／m3，由式(5.2.2—3)，求輸送管道內(nèi)徑(D)
取D＝0.1m
（4） 計(jì)算系統(tǒng)管道壓力降時(shí)，分為垂直直管及水平直管兩大部分。
由空氣物性表查得20℃、相對(duì)濕度50％時(shí)空氣的運(yùn)動(dòng)粘度為
γf＝1.512×10-5m2／s
由式(5.2.2—16)和式(5.2.2—28)，求弗魯特?cái)?shù)
雷諾數(shù)
純空氣在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，處于湍流狀態(tài)，因此對(duì)于光滑管有
a. 為求垂直管上吸嘴末端的物料流速(Vs)，由式(5.2.2—6)先計(jì)算參數(shù)(取Lho＝Lh＝1.4)
查圖5.2.2一l，當(dāng)m1＝0.429，uf／Vt＝20／8＝2.5時(shí)
Vs／uf＝0.38 Vs＝0.38×20＝7.6m／s
對(duì)垂直直管，根據(jù)式(5.2.2—26)計(jì)算物料達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)時(shí)的流速Vm
Vm＝φm·uf＝0.57×20＝11.4m／s
若按式(5.2.2—5)，Vm＝uf－Vt，算得Vm＝20－8＝12m／s
可見兩種方法算出的Vm值很接近。
由于Vs＝7.6m／s小于Vm，因此可以得知物料顆粒尚未達(dá)到應(yīng)有的穩(wěn)定(zui大)流速，前面取Lho＝Lh＝1.4正確。
進(jìn)出A點(diǎn)彎管物料流速V1=V4=7.6m／s。
b. 對(duì)水平直管，求物料達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)，即達(dá)到zui大流速Vm可按式(5.2.2—24)計(jì)算：
Vm＝φm·uf＝0.684×20＝13.7m／s
根據(jù)式(5.2.2—7a)計(jì)算Vm＝(0.70～0.85)·uf＝0.75×20＝15m／s，兩者結(jié)果相差無(wú)幾，取Vm=13.7m／s
C.計(jì)算水平加速段長(zhǎng)度L0，由式(5.2.2—8)得：
由于加速段末期，物料顆粒速度Vs＝Vm＝13.7m／s，因此當(dāng)Vm／uf＝0.684，Vs／uf＝0.684時(shí)，查圖5.2.2—2得，m2=4.5
計(jì)算得L0＝4.5×82／(2×9.81)＝14.7m，即由A點(diǎn)開始，經(jīng)14.7m的加速段后，物料由初始流速V0＝7.6m／s達(dá)到zui大流速Vm＝13.7m／s
d.計(jì)算水平管加速段壓降Psa根據(jù)式(5.2.2—10)和式(5.2.2—9)：
得⊿Psa＝0.61×5.7×1.29×202／2＝897.06Pa
e. 計(jì)算水平管恒速段壓降⊿Psc按式(5.2.2—13)
根據(jù)式(5.2.2—14)及式(5.2.2—17)
由式(5.2.2—15)得：
C＝0.55+0.0032Fr0.85＝0.55+0.0032×(20)0.85＝0.591
Vc＝20－0.591×8＝15.3m／s
系統(tǒng)中共有三個(gè)彎管(90°一個(gè)，45°兩個(gè))，相當(dāng)于90°彎管兩個(gè)，R0／D＝6，查表5.2.2—2得當(dāng)量長(zhǎng)度Lb＝10m，兩個(gè)彎管總長(zhǎng)度為20m，恒速段總長(zhǎng)度Lt＝90+20+50+20－14.7＝165.3m，按第1章“單相流(不可壓縮流體)”的“單相流”壓力降公式來(lái)計(jì)算恒速段水平直管摩擦壓力降⊿Pf：
即：
得：
(5) 已知吸嘴、分離器、袋濾器以及連接管等壓力降之和為6164Pa，忽略了垂直直管(1.4m)的壓力降，則系統(tǒng)總壓降為：
⊿Pt＝6164+897.06+13256.8＝20317.9Pa
將已知的參數(shù)和計(jì)算結(jié)果，對(duì)照表5.2.2—5校核，得知是符合適用范圍的，因此本例所采用的有關(guān)公式是合適的。
(6) 計(jì)算風(fēng)機(jī)功率
由式(5.2.8—3)計(jì)算管道內(nèi)截面積(A)：
取Ke＝1.1，由式(5.2.8—2)得：
VG＝Ke·A·uf
＝1.1×0.00785×20
＝0.1727m3／s
根據(jù)式(5.2.8—1)計(jì)算壓氣機(jī)功率N：
取ηe＝0.65，得：
通過(guò)以上計(jì)算結(jié)果，可根據(jù)經(jīng)濟(jì)性來(lái)比對(duì)選型比較貼近的風(fēng)機(jī)類型即可。
綜述，在已知的工況及管路距離情況下，我們一般據(jù)糧食的類別及輸送量可通過(guò)以上六步來(lái)計(jì)算理論選型風(fēng)機(jī)，不過(guò)需注意考慮不同管道材質(zhì)摩擦系數(shù)不一樣，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)的性能可能出現(xiàn)偏小的現(xiàn)象，故需在選型具體吸料風(fēng)機(jī)型號(hào)時(shí)適當(dāng)考慮加大一級(jí)、
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