低速高混合比水平气力输送临界速度

D0I:10.13374/i.issn1001-053x.1993.05.021 第15卷第5期 北京科技大学学报 Vol.15 No.4 1993年10月 Journal of University of Science and Technology Beijing 0ct.1993 低速高混合比水平气力输送临界速度+ 洪江* 沈颐身 摘要：通过分析水平气力输送系统悬挂式电子称量装置的固体物料输送量记录曲线，判定 了输送状态的稳定性，进而提出了中细颗粒(d<0.5mm)、高混合比(4=30~150)、水 平低速(4。<15m/s)输送临界速度的经验关联式。 关键词：临界速度，气力输送，不稳定性，低速、水平管道/密相 中图分类号：TQ022.4 Critical Velocity for Horizontal Pneumatic Conveying with High Solids Loading at Low Gas Velocities Hong Jiang Shen Yishen' ABSTRACT:Instability of horizontal pneumatic conveying system was recognized through analyzing the wave of solid mass flowrate and pressure fluctuation during trans- portation of solids.Furthermore,an empirical correlation for critical conveying velocity of fine and medium size particles (d<0.5mm)under high solids loading (range from 30 to 150)at low gas velocities less than 15m/s was proposed. KEY WORDS:critical velocity,pneumatic conveying,instability low velocity,horizontal pipe/dense-phase 临界速度是气力输送设计的关键参数之一，一般定义为气力输送系统安全、稳定、连 续运行所需的最小表观气流速度川。本文通过分析悬挂式电子称量装置所绘物料输送量随 时间变化曲线，确定了中等粒径河砂与粉状钝化石灰高混合比水平输送时的临界速度及影 响临界速度的因素，根据实验结果提出了计算临界输送速度的经验关联式。 1实验装置 本研究在水平管中压(15~150kPa)气力输送系统上进行2”，其中流化罐体积为 0.37m',其底部装有流化布风板的倒锥体，下料喉口直径有10、15、20mm3种。物料 *92-10-06收稿第一作者：月，27岁，讲师、博士 +国家“八五“科技攻关项日85-501-04-02 冶金系(Department of Metallurgy)

第 15 卷第 5 期 19 9 3 年 10 月 北 京 科 技 大 学 学 报 J o u r n a l o f U n i v e r s ity o f S e i e n e e a n d T e e h n o l o g y B e ij i n g V o l . 15 N o . 4 o e t . 1 9 9 3 低速高混合 比水平气力输送临界速度 + 洪 江 ’ 沈颐身 ` 摘要 : 通过分析水 平气 力输送 系统 悬挂式 电子称量装置 的固 体物 料输送量 记录 曲线 , 判定 了输送 状态 的稳 定性 , 进而 提 出 了中细颗粒 (魂《 0 . s m m ) 、 高混合比 (户 s 二 30 一 1 50) 、 水 平低速 ( “ : < 15m / s) 输送临界速度的经验关联式 。 关健词 : , 陆界速度 , 气 力输送 , 不稳定性 , 低速 , 水 平管道 / 密相 中图分类号 : T Q 0 2 .4 C r it i c a l V e l o c i t y fo r H o r i z o n t司 P n e u m a t i e C o n v e y i n g w it h H i g h S o l i d s L o a d i n g a t L o w G a s V e l o e i t i e s 万。馆 J i a 心 ` hS e n lY’s 六e n . A B S T R A C T : I n s t a b ilit y o f h o ir z o n t a l P n e u m a t i e e o n v e y i n g s y s t e m w a s re c o g n i z e d t h r o u g h a n a ly iz n g t h e w a v e o f s o li d m a s s fl o w r a t e a n d p r e s s u r e fl u e t u a t i o n d u ir n g t r a n s - P o r t a t i o n o f s o lid s . F u r t h e rm o r e , a n e m Pi r i e a l e o r r e l a t i o n fo r e ir t i c a l c o n v e y i n g v e l o e it y o f if n e a n d m e d i u m s iez p a r t i c l e s ( ds 《 0 . s m m ) u n d e r h i g h s o li d s l o a d i n g ( r a n g e fr o m 3 0 t o 1 5 0 ) a t l o w g a s v e l o c it i e s l e s s t h a n l s m / s w a s p r o P o se d . K E Y WO R D S : e ir t i e a l v e l o e it y , P ne um a t ic e o vn e y i n g , i n s t a ib lit y 八。 w v e l co i t y , h o r i z o n t a l PIP e / d e n s e 一 Ph a s e l庙界速 度是 气力输送 设计的关 键参数之一 , 一 般定 义 为气力输送 系统 安全 、 稳定 、 连 续 运 行所 需 的最 小表观气 流速 度【’ l 。 本 文通过分 析 悬挂式 电子称量 装 置所绘 物料输 送量 随 时 间 变化 曲线 , 确定 了 中等粒 径河 砂与 粉状钝 化石 灰高 混合 比水 平输 送时 的临 界速度 及 影 响 临 界速度 的 因素 , 根据 实验结果 提 出 了计算临 界输送速 度的经验 关联式 ` 1 实验装置 本 研 究 在 水 平 管 中 压 ( 15 一 150 k P a) 气 力 输 送 系统 上 进 行 。 . 3 7m , , 其底 部 装 有 流化 布风 板 的 倒 锥体 , 下 料喉 口 直径 有 10 、 〔2〕 15 、 其 中 流 化罐 体积 为 2 0 m m 3 种 。 物 料 * 9 2一 1于0 6 收 稿 第一 作者 : 男 , 27 岁 , 讲 师 , 博士 十 国 家 “ 八 五 ” 科 技 攻 关项 目 8 5 一 50 卜04 一 02 * 冶 金 系 ( D e p a r tm e n t o f M e t a ll u r g y ) DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1993. 05. 021

Vol.15 No.5 洪江等：低速高混合比水平气力输送临界速度 ·443· 收集容器体积为1.13m3。输送管道长8.6m、内径20mm,其中管末端为长约1m的透明 有机玻璃管。整套输送系统主要构件均为耐压钢结构件。 气流流量采用3个量程为25Nm3/h的玻璃转子流量计测定。固体物料输送量由悬 挂式电子称量装置的X-Y曲线记录仪确定。水平输送管沿程道压力由8个间隔1m、量 程为0.IMPa的压力表读出。 实验用固体物料为球形砂粒与钝化石灰粉剂，其粒度分布见图1，物性参数见表1。 表1中终极速度（即沉降速度）为单颗粒运动终极速度山，。 50r 50r 40 40 a8 30 30 场 急 0 0.2 0.40.60.8 0 0.040.080.120.16 粒径mm 粒径/mm 图1砂与钝化石灰的粒度分布 Fig.1 Size distributions of sand and lime particles 实验时，流化罐初始装入200kg河砂或100kg钝化石灰，保持流化罐工作压力小于 150kP,通过调节流化风量（包括中心进气量与底部流化风量）、喷射器输送风量、喉口 直径及流化罐压力可以得到不同的输料量W。及混合比4。本实验输送混合比丛=30~ 150,表观气速W=5~15m/s,输送时间1=60~120s。 表1砂和纯化石灰的物料参数 Table 1 Material properties of sand and lime particles 平均粒径 密度 空隙度 沉降速度 物料 (mm) (kg/m) (-) (m/s) 在 0.42 2650 0.38 3.90 石 灰 0.083 3200 0.76 0.66 输送过程中水平管内流动状态通过设置在输送管末端的透明有机玻璃管观察得到，进 而确定输送量随时间变化曲线W。~1与各种流型的关系以及出现不稳定柱塞流动时的表 观气速即临界速度ucr

v ol . 巧 N o* 5 洪 江等 : 低速 高混合 比水平气力输送临界速度 · 4 3 · 收集容 器体 积为 1 . 13 m 3 。 输 送管 道长 8. 6 m 、 内径 20 m m , 其中管末 端 为 长约 l m 的透 明 有机玻璃管 。 整套输 送系统主要构件均为耐压 钢结构 件 。 气流 流 量 采 用 3 个量 程 为 25 N m , / h 的玻璃 转子流 量计 测定 。 固体物 料 输送 量 由悬 挂式 电 子称量 装置 的 X 一 Y 曲线 记录 仪确 定 。 水 平输送 管沿程道压 力 由 8 个 间隔 l m 、 量 程为 0 . I M P a 的压力 表读出 。 实验 用 固体物料 为球 形砂粒 与 钝 化石 灰 粉剂 , 其粒 度分 布见 图 1 , 物 性参 数见表 1 。 表 l 中终极 速 度 (即沉 降速度 ) 为 单颗粒运动 终极速度 铸 。 403210 岁 . 彭尔阁协恤喇 0 . 2 0 4 0 . 6 0 . 8 粒径 /~ 0 . 04 0 . 08 0 . 12 0 . 1 6 粒 径 /~ 加如刃川。 岁 . 援氢众脑喇阎冲 图 l 砂与钝化石灰的粒度分布 F ig . 1 S i z e d is itr t, u t i o n s o f s a n d an d Um e Pa 币e les 实 验时 , 流 化罐 初 始 装人 20 0 k g 河砂或 10 0 k g 钝化石 灰 , 保持 流化罐 工作 压 力小 于 150 k P a , 通过调 节流 化风量 (包 括中心 进气 量与 底部流 化风量 ) 、 喷射 器输送风量 、 喉 口 直径 及 流化 罐 压 力 可 以 得到 不 同 的输料 量 城 及 混合 比 产 S 。 本实验输送混 合比 产 s 二 30 ~ 15 0 , 表观气 速 、 g = 5一 1 5m / s , 输送 时 间 t = 6 0 一 12 0 5 。 表 1 砂和钝化 石灰的物 料参 数 T a b l e 1 M a et r i a l P r o pe r it e s o f s a n d a n d il me p a 币e les 物 料 平均粒径 (m m ) 密 度 ( k g / m , ) 空 隙度 (一 ) 沉降速度 (m / s ) 石 灰 0 . 4 2 0 . 0 8 3 2 6 5 0 3 2 00 0 3 8 0 . 7 6 3 . 90 0 . 6 6 输 送过程中 水平管 内流动状态 通 过设置在输 送管 末端的透明有 机玻 璃 管观察得 到 , 进 而 确 定 输送量 随时 间 变化 曲线 城 一 t 与 各种 流 型 的 关系 以 及 出现不稳 定柱 塞 流动 时的表 观 气速 即临界 速度 cu r

·444· 北京科技人学学报 1993年No.5. 2实验结果与讨论 2.】不稳定输送流型的判定 实验发现巴，水平气力输送时，随表观气速的逐渐降低，水平管内将顺次出现均匀巷 浮流、不均匀悬浮流、线条流（即滑动床）、砂丘流及柱塞流等不同的流型。柱塞流动 时，管内压力发生很大脉动、固体物料处于间隔运动的不稳状态。这种现象反映到宏观 参数的测量上表现为管道上压力表读数值在某·范围内显著波动，输料量记录曲线W,~1 上.出现连续脉冲。据此，可以判断管内是否出现了不稳定柱塞流。 图2是悬挂式电子称t装登的W、~1记求曲线(D,=20mm,Threat dia.=20mm)。该 图表明：对砂、钝化石灰中细粒径颗粒低速(4e<15m/s)、高混合比(4，=102.5)密相 水平输送，其上要流型为线条流即滑动床、砂丘流及其混合流型。在柑同混合比下，随表 观'气速的降低，W一t曲线斜率变小.管内'流动状态则H山悬浮变至柱塞。可见W,~1 曲线与流型密切相关，用该曲线直接监测管内流动状态将是简便、直观的。 15a 15r b 12 14.9ms 12 14.6ms ,12.1ms 滑动床、 10.8ms 里 帕 9 5796 滑动床、 砂丘7.7m5 架 6 砂丘+滑动床 人 砂丘+滑动床 品 3 人L人67ms 柱塞 lC入V人WMM5.6ms 柱塞 0 10 20 30 40 0 10 20 30 40 的 s 图2悬挂式电子秤量系统记录曲线(a砂：b.石灰) Fig.2 Typical recording curve of solid mass flowrate uetsus time 进-一步观察发现、砂丘流与滑动床的混合流型实际上并不稳、滑动床上的砂丘作波 动状运动，相应地在W,~1曲线上表现为·定频率和幅度的波动。然而，当这种波动的 频率较高而振幅较小时有理山把波动视作是连续和稳定的。图2显小·般非柱塞流型的 W,~1曲线都其有这种性质，其输料城曲线波动的频率小于1OHz、幅度人敛为： M、-M、 M、 ≤0.10-0.20 (1) 其中M、为任意时刻输料质其速率，Ms为平均输料质量速率。由此意义出发、本文将 滑动床与砂丘流的流型亦划)」稳定输送范围，因为柱襄输送时、记录曲线W~【上出现 显的脉冲，式(I)将不成立。 显然，如能通过W,~1曲线的图形显示系统问时精确分析输送管内'〔尚两相流波动 的频率与振幅将不仪可以迅速准确判别出不稳定柱塞脉冲输送，也可以准确判断其他流 型。图3是根据心，~1曲线波动频率和幅度划分流型的小意图、该图表小示随者波动频率

· 4 4 4 · 北 京 科 技 人 学 学 报 1 9 9 3 年 N o . 5 . 2 实验结果 与讨论 2 . 】 不 稳定输送流型的判 定 实 验 发现 2l] , 水 平 ` 、 力输送 时 , 随 表观 气 速的 逐渐 降低 , 水 ;,-f 管 内将 顺 次出 现均 匀悬 浮 流 、 不 均 匀 悬 浮 流 、 线 条 流 (即 滑 动床 ) 、 砂 丘 流 及柱 塞 流 等 不 同的 流 型 。 柱 塞流 动 时 , 管 内压 力 发生很 大 脉动 , 固体物料 处 f 间 隔 . 运 动的 不稳 定状态 。 这 种现 象反 映到 宏观 参 数 的测量 上表 现 为管道 上 压 力表 读数 位 在某 · 范围 内 显 著波 动 , 输 料量 记录 曲线 附 、 一 , 匕出现连续脉 冲 。 据此 , 可以 判 断管 内 是否出 现 一 了不 稳定柱 塞 流 。 图 2 是 悬挂 式 电 子称 量 装 置 的 附 、 一 r 记 录 曲线 (D , 二 2 0 m m , T h r o a t d i a 一 2 0 m m ) 。 该 图 表 明 : 对砂 、 钝 化石 灰 中细 粒 径颗 粒 低速 《 u ; < 15 m s/ ) 、 高棍 合比 ( 户 、 = 102 . 5) 密相 水 平输送 , 其 土要 流型 为线条流 即滑 动床 、 砂 丘 流 及 其 混 合流 型 。 在相 同混 合 比 下 , 随表 观 气速 的降 低 , 叽一 I 曲线 斜率 变小 管 内 气固 流动 状态 则 山 悬浮变 至 柱 塞 。 可 见 哄一 I 曲线 与流型 密 切相 关 , 用 该曲线 直接 监 测管 内流动状 态将 是 简便 、 直观 的 。 , 4 · 缈 J , 2 · ’贴 b 一lwe ` 卜es `, 二.月` 1 . 14 6m殆 a .ser ` 气 IF é 2 ,二. , .且 滑动床/ . óIesL 滑动床 自矛,O 10 . s m S/ J 产 . 砂丘 , ~ ` 二笋.7 9m 渗 砂丘 十 滑动床 .5 6功办 J 、 Z 洲 一 , 柱塞 刁` 一一 - ~ 一一 - -一一曰` 一一 10 20 30 4() t / s 气八JU 喇宾演拨冲芝国 .儿碑 6 . 7呻 柱塞 一 ~ 占`~ ~ ~ ~ - ~ 一一 ~ 司 30 4() O 沙 6 酬其潺芝命即 ù、r 0 0 20st/ 圈 2 悬挂式电子秤 t 系统记 录曲线 a( . 砂 二 b . 石灰 》 F ig . 2 T y Pi e 川 r e e o r d i n g c u r v e o f 即 lid m a s o o w r a t e ” e t s u s n m e 进一 步观察 发现 , 砂 丘 流 与滑 动 床的棍 合流 型实 际 卜并 不 稳定 , 滑动 床 卜的砂 丘作波 动状 运 动 , 相 应 地 在 哄一 t 曲线 卜表 现 为一 定 频 率 和幅 度的 波动 。 然 而 , 当这 种波 动的 频 率较 高而 振 幅 较 小 时有 理 山 把波 动 视 作是 连 续 和稳 定 的 。 图 2 皿 小 一 般 非柱塞 流 型 的 汗几一 , 曲线 都 具有这 种 性质 , 其 输料 缺曲线 波 动的 频率 小 J 10 H : . 幅 度大致 为: } M 、 一 杯 、 } _ _ . 、 l一 一 l 冬 U 二 U 、 U . 艺U 】 材 、 l ( l ) 其 中 M 、 为任 意 时 刻输 料 质试 速 率 , M 、 为 平均输 料 质 鼠速 率 。 由此仓义出 发 , 本 文将 滑 动床 与砂 陀 流 的 流 型亦 划 归 稳定 输送 范围 , 因 为柱塞 输 送 时 , 记录 曲线 仲飞一 , 上出现 城 著的脉 冲 , 式 ( l) 将 不成 立 。 城 然 , 如 能 通 过 城一 t 曲 线 的 图 形 披 示 系统 l司时精 确 分析 输 送 管 内 气固 两相 流 波动 的 频 率 与振 幅 将 不仅 可 以迅 速 准确 判 别 出 不 稳 定柱 塞 脉 冲输 送 , 也 可以 准 确 判断 其 他流 塑 。 图 3 是 根 据 峨 一 t 曲线 波 动频 率 和 幅度 划分 流 型 的 示意 图 , 该图 表 示 随 着波 动 频率

Vol.15 No.5 洪江等：低速高混合比水平气力输送临界速度 ·445· 的减小和幅度的增加、管内流动将由完全悬浮状态逐渐向滑动床线条流动、砂丘流动和柱 塞流动转变，即由宏观稳定、连续输送向不稳定脉冲输送过渡。 未出现柱塞流型时，输送管道上压力表的波动一般为： Pmak-Pmn≤0.01MPa (2) Pmax、Pmin分别为压力波动时压力的 最大值与最小值。式(2)说明稳定输送时 /固定床+砂丘 压力脉动并不显著。 柱塞 应当指出，由于本实验未采用压力记 E 砂丘十滑动床 录仪，式(2）只用作判断管内流动是否稳 定的辅助手段，而一般只用式(1)作为判 滑动床 定不稳定流型的准则。笔无疑问，如能综 合分析输料量与管内压力波动的频率及幅 悬浮流 度将有助于更精确地划分出各种不同的流 频率Hz 型和判断管内瞬时流动状态，从而监测管 内流动的稳定性。本研究为今后开发气力 图3可能的流型辩识方法 输送稳定性装胥奠定了基础。 Fig.3 Possible method to judgement of fiow 2.2临界输送速度 patterns from wave of solid mass flowrate 目前关于中，细颗粒（粒径d,0.5m)、哥混合比水平气力输送临界速度的研究极 少、已有的少数报告局限于粗大颗粒(d>1mm)、较高混合比输送13.和细小颗粒低混 合比输送5，其实验证实别，临界速度与物性参数（如物料真实密度p,、载气密度Pg 物料堆积空隙度、单颗粒终极速度4，等)、输送管径D,及操作参数（混合比4）有 关.Muschelknautz&Wojahn发现对细小颗粒输送、临界速度与混合比无关。同时， Matsumoto etall通过分析沉积速度也得到密相悬浮输送时临界输送速度只依赖于物性参 数的结论。 根据W、~【曲线及观察水平管透明输送管段中流动状态，本文测定了不同混合比 (4,=30~150)、低速(4.<15m/s)输送河砂与钝化石灰时出现不稳定柱塞流的最小表 观气速即临界气速4·实验结果见表2。表2表明，在高混合比低速输送条件下，随混 合比4，的增加，临界速度4，略有增加，但增加幅度很小，这与文献[5,6]的结论相近。 表2砂与纯化石灰水平管输送临界速度实测值 Tabie 2 Experimentai data for critical velocity of conveying sand and lime particies 混合比，4 34.8 43.650.5 67.385.3 102.5112.7126.5150.4 砂 临界速度.e-m,s) 5.87 5.925.98 6.12 6.576.67 6.596.82 6.89 混合比、兵、 29.635.549.269.282.195.3103.4116.7121.3 石灰 临界速度，em。‘s) 5.215.255.525.485.475.645.605.665.86 考虑到物性参数、装置参数与操作参数对临界速度的影响，根据表】对表2中实验数 据进行多元线性回归，最终得到回归关联式：

V ol . 巧 N 以 5 洪江等 : 低速高混 合 比水平气 力输送临界 速 度 · 料 5 · 的 减小 和 幅度 的增加 , 管内 流动将 由完 全悬浮状 态逐渐 向滑动 床线 条流动 、 砂 丘 流动 和 柱 塞 流动转变 , 即由宏 观稳定 、 连续输送 向不 稳定 脉 冲输送过渡 。 未 出现柱塞 流型 时 , 输送 管道上压 力表 的波 动一般 为: P ,二达 、 一 P m 。 蕊 0 . 0 1 M P a ( 2 ) 通比ù男 nP l 。 、 、 mP l。 分 别 为 压 力 波动 时压 力 的 最 大值 与最小 值 。 式 (2) 说明稳 定输 送时 压 力脉 动并 不 显著 。 应 当指 出 , 由于本 实 验未 采用压 力记 录 仪 , 式 (2 ) 只用作 判断 管 内 流动是 否稳 定的辅助手段 , 而一 般 只用 式 ( 1) 作 为判 定不 稳 定 流 型 的 准则 。 毫无 疑 问 , 如 能综 合分析输 料 量 与管 内压力 波 动 的 频 率 及 幅 度将 有助 于 更精 确地 划分 出各 种 不同 的 流 型 和 判 断管 内瞬时流 动状 态 , 从 而监 测管 内 流动 的稳 定性 。 本 研 究 为 今后 开 发 气 力 输送稳定性 装置奠 定了 基础 。 .2 2 临界输送速 度 固 定 床 + 砂丘 柱塞 砂丘 十 滑动床 滑动床 悬 浮流 频 率潭 z 图 3 可能的流型 辩识 方法 F ig . 3 P o iS b l e m e 出o d t o j u d g e m e n t o f if o w p a t t e r n s fr o m w a v e o f os li d m a s n o w r 妞 t e 目前关 于 中 、 细颗 粒 咬粒径 试《 0 ` 5 m m ) 、 高混 合 比水 平气力输 送 临 界速 度的研究极 少 , 已 有 的少 数报告局 限 于粗大 颗粒、试> l m : n) 、 较高 混 合 比 输 送【` .3 41 和细 小颗 粒 低混 合 比输送156 ] 。 其 实验证 实 } ’ 3] . 临 界速 度 与物性参 数 ( 如物 料 真 实 密度 凡 、 载 气密 度 飞 、 物料 堆 积空 隙 度 % 、 单颗 粒 终 极 速 度 u , 等 ) , 输送 管 径 八 及 操作参 数 ( 混 合 比 从 ) 有 关 。 M u s e h e l k n a u t Z & w oj a h n } 5 1发现 对 细 小颗 粒输送 , l院界 速 度 与 混合 比 无 关 。 I司时 , M ast u m ot o et al 6) 通 过分析 沉积速 度也得 到密相 悬 浮输 送 时临 界输送速 度 只依 赖 于物 性参 数的结论 。 根据 叽一 r 曲线 及 观 察 水 平 管透 明输送 管 段 中流 动 状 态 , 本 文 测 定 了 不 同混合 比 恤 S 二 30 一 150 ) 、 低速 佃。 < 1 5 m / S , 输 送河砂与钝化 石 灰 时 出现 不 稳定柱 塞 流 的最小表 观气速 即 临界 气 速 伙 : , 实 验结 果 见 表 2 。 表 2 表明 , 在高混 合 比 低 速 输送 条件下 , 随混 合比 。 、 的增加 , 临界速 度 伙 r 略有 增加 , 但增加 幅度很 小 , 这 与文 献【5 , 6] 的结论相 近 表 2 砂与钝化石灰水平 管输送临界速度 实测值 T a b l e 2 E x eP r im e n t a 盆d a t a 几r e r iit e a 夏v e l o e i ty o f e o n v e 沂n g s a n d a nd li m e p a 币c i e s 混 合比 凡 临界速度 · 姚产m / s) 3 4 . 8 5 ` 8 7 4 3 . 6 5 9 2 5 0 . 5 5 9 8 6 7 . 3 6 . 1 2 8 5 3 6 . 5 7 1 0 2 , 5 6 . 6 7 1 12 . 7 6 . 5 9 1 2 6 . 5 -6 8 2 1 5 0 . 4 6 . 89 石 灰 混合比 · 凡 临界速度 , 姚(lr 刀 厂 s 少 2 9 . 6 5 2 1 3 5 , 5 5 2 5 4 9 . 2 5 5 2 6 9 . 2 5 . 4 8 8 2 . 1 5 . 4 7 9 5 . 3 5 . 6 4 10 3 . 4 5 . 6 0 ] 16 . 7 5 . 6 6 12 1 . 3 5 . 8 6 考虑 到物 性参 数 、 装置 参数 一 与操 作参 数对临 界速 度 的影 响 , 根据表 l 对表 2 中实 验数 据进行多元线性 回归 , 最终得到 回归关 联式 :

·446· 北京科技大学学报 1993年No.5 4cx=0.218 (4) Mt 该式的回归显著因子为2447.7，即式中各因素显著相关。式中不含混合比项的原因是经 过回归分析发现临界速度与高混合比关系不显著。 临界速度经验关联式表明，中、细颗粒高混合比低速输送时，输送管径与粒径比愈 大，则临界速度愈小。也就是说，在其他条件相同的情况下，大输送管径要保持较高的气 速才能防止颗粒沉积于管底形成堵塞管道的柱塞而实现稳定输送。此外，单颗粒终极速度 愈大，则其输送临界速度亦愈大即愈不易稳定输送。表2中实验结果显示粉状钝化石灰的 临界速度比中等粒径砂粒略低。 3结 论 (1)通过悬挂式电子称量装置输料量记录曲线即W,~1曲线可以方便地判定输送管 内不稳定柱塞流型的出现，为进一步研制气力输送系统稳定性测定装置奠定了基础。 (2)中、细颗粒(d,<0.5mm),低速(ug<15m/s)、高混合比(4=30~150)水平气力 输送临界速度可由经验关联式(3)计算， 参考文献 1 Wirth K-E.Ger Chem Eng,1983,6:45 2 Hong J,Shen Y,Liu S.Powder Technol (in press) 3 Wirth K-E,Molerus O.J Powder Bulk Solids Tech,1985,9(1):17 4 Ochi M,Ikemori K.Bulletin of the JSME,1978,21(156):1008 5 Muschelknautz E,Wojahn H.Chem Ing Techn,1974,46(6):223 6 Matsumoto S,Hara M,Saito S.et al.J Chem Eng Jpn,1974,7(6):425

北 京 科 技 大 学 学 报 1 9 9 3 年 N o s 丛 _ 。 . 2 1: 「列上三业 1 一 。 3 ” 厂鱼、“ u ` 一 L P g 」 、 d , / (4 ) 该 式 的 回归 显 著 因 子为 2 4 7 . 7 , 即式 中各 因素 显 著相 关 。 式 中不 含 混 合比项 的 原因是 经 过 回 归分 析 发现临 界速度 与 高混合 比关 系不 显著 。 临 界速 度经 验关联 式 表 明 , 中 、 细 颗 粒高 混 合比低速输送 时 , 输送 管径 与粒径 比愈 大 , 则 临界速 度 愈小 。 也就是 说 , 在其他 条件相同 的情况 下 , 大输送管径要保持较高的气 速 才能 防止颗 粒沉积于管底形 成堵塞 管道 的 柱塞 而实 现稳 定输送 。 此外 , 单颗粒终极速 度 愈 大 , 则其输 送临界 速 度亦 愈大 即愈不 易稳定输送 。 表 2 中实验结 果显示 粉状钝化石灰 的 临 界速度 比 中等粒径砂粒略低 。 3 结 论 ( l) 通 过 悬挂 式 电 子称 量装 置 输料 量 记录 曲线 即 叽 一 I 曲线 可 以 方 便地判 定 输送 管 内不稳 定柱塞 流型 的 出现 , 为进 一步研制气力输送 系统稳定性 测定 装置奠定 了基础 。 ( 2 ) 中 、 细颗 粒 (ds 《 O · s m m ) , 低 速( u , < 1 s m / s ) 、 高混 合 比伽 s = 3 0 一 15 0 )水平气 力 输 送临 界速 度 可 由经验关联式 ( 3) 计算 。 参 考 文 献 1 W i r t h K 一 E . G e r C h e m E n g , 19 8 3 , 6 : 4 5 2 H o n g J , S h e n Y , L i u S . P o w d e r T e c h n o l ( i n P r e s s ) 3 Wi r t h K 一 E , M o l e r u s o . J P o w d e r & B u lk s o lid s T e e h , 19 8 5 , 9 ( l ) : 17 4 o c h i M , I k e m o r i K . B u ll e t i n o f t h e J S M E , 19 7 8 , 2 1( 15 6 ) : 10 0 8 5 M u s c he lk n a u t z E , Woj a h n H . C h e m l n g T e c h n , 19 7 4 , 4 6 (6 ) : 2 2 3 6 M a t s u m o t o S , H a r a M , S a it o S , e t a l . J C h e m E n g J P n , 19 7 4 , 7 ( 6 ) : 4 2 5