粉体在重力场中的流动现象.pdfVIP

第 27卷第 1期 湖 北 工 业 大 学 学 报 2012年 O1月 V0I．27NO．1 JournalofHubeiUniversityofTechnology Feb．2012 [文章编号]1003—4684(2012)01—0121—04 粉体在重力场中的流动现象 李 奕 (湖北工业大学机械工程学院，湖北 武汉 430068) [摘要]气力输送是当今工业上的一种重要输送方式．在流动过程中，重力扮演着重要角色，影响粉体输送的各种运 动状态 ．分析 了孔 口流动过程 中质量流量 的影响因素、料仓供料 口的堵塞原因．对于 自由表面的连续流动 ，分析 了 滑槽流动和跳跃现象．最后研究了重力场下，在倾斜 的流道 中进行气力输送的问题 ，分析 了粉体 的受力情况及压力 损失的大小． [关键词]质量流量；堵塞；滑槽流动；跳跃现象 [中图分类号]TB44 [文献标识码]：A 当今工业领域对于散料的输送，比如水泥灰 、煤 以上 ，D。／6以下)；C称为粉体系数 (大约在0．58左 灰、药品颗粒 、沙土颗粒等 ，气力输送是最理想 的输 右)；k是由于粒子流动截面收缩而设定 的修正系数 送方式．然而在重力场中进行气力输送时，重力所起 (一般取 1．5)；P是 自由填充时的容积密度，跟粉体 的作用无法忽视 ，不同性质 的颗粒需要考虑各种 因 往容器中填充 的方法无关 ，因为在流动过程中，粉体 素的影响，比如料仓在供料过程 中如何控制粒子的 的填充状态呈动态变化． 质量流量 、料仓 口经常发生的堵塞现象等．在粉体的 拱 输送过程 中，高速流动和低速流动在流动过程 中会 出现不同的现象，粉体流动的容器壁面的粗糙度对 粉体流动特性的影响、输送过程 中出现的能量损失 等都是在研究气力输送过程 中必须考虑的问题．为 此 ，有必要研究粉粒体在重力场 中的流动现象． 图 1 孔 口重力流动示意图 1 孔 口流动 对于Brown和 Richards提出的连续体模型__3]， 粉体从容器底部孔 口排 出是粉体控制的一个重 可以做如下推导．如 图 1所示 ，孑L中有一个半径为 要环节_1]．当粉体堆积高度 H 达到一定高度后 ，由 R。的 自由下落料拱 ，粒子从该料拱处开始 自由下 于容器 内的粉体能够依靠容器的侧壁进行支撑 ，所 落 ，容器 内粉体仅仅在锥角为 2 的范 围内流动 ，假 受压力和 H 没有必然 的关系．对于 自由流动 的粉 设粒子向出口处 0点流动．在定常非压缩流动的情 体 ，在孔 的边沿会形成一个 自由下落的料拱 (图 1)， 况下，粒子的速度 粒子从料拱处开始 自由下落．根据 Beverloo¨2的研 === ()／R ． (2) 究，当粉体堆积高度 H为孔径D。数倍时，从平底容 式 中：R表示以0为圆心的孔 口流动半径，即0和粒 器底面的孔流出的质量流量 子之间的距离 ；0表示R和中心轴的夹角．粒子群的 G 一 6gI，。(D0一kD)5／2． (1) 单位体积动能和势能之和 1 式 中：D是粒子直径，在不 同的粉体堆积高度 H 和 T一寺 (+2gRCOS)． (3) 管道直径下，采用不同直径 的粒子 (一般在 400z／m [