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本文对大管径,大输送量下粉煤灰水平管气力输送特别是分层流动阻力降从实验和理论两方面进行了研究。分层流动是粉煤灰气力输送过程中为较为常见的形态之一,它最大的特点就是在同一截面上物料分布出现分层现象,通常可以认为其由稀相悬浮层和密相滑动床组成。
实验部分建立了总管长约为150m的气力输送实验台,输送管道由垂直段和水平段组成。实验过程中,对水平管段通过调整固气比、物料种类以及输送量等对管道压降进行观察,并得出了以下结论:增大输送压力导致输送动力变大,输送能力得到提高;固气比越高,颗粒浓度就越大,输送阻力也变大,单位长度压降也就越大;气速越大,对颗粒的推动力越大,输送能力得到提高;增大气速减少了管底的沉积层,减小了单位长度压降;粒径越大,单位管长压降越大,不易被输送。并在实验基础上,进行回归性计算,得出了摩擦系数的经验公式。
理论部分本文采用力平衡法对气力输送中的分层现象进行了研究,根据气力输送分层流动的机理,建立了一个合理的一维分层流动理论模型。模型中,物料被视为拟流体,管内流动分成上下两层,上层为均匀的稀相悬浮流动,下层为密相的滑动床。分别对悬浮层和滑动床中的气相和固相进行受力分析,并且考虑层间的质量交换,对每一层的气固两相都列出连续性方程和动量方程,并引入各经验或半经验公式得出其中各项摩擦力的大小,最后求解出输送压降,计算结果与实验结果基本吻合。