《机械设计毕业论文翻译--气举泵提升固态物的性能检测》-毕业学术论文（设计）.doc

PAGE PAGE 14 译自：Kawashima,T,Noda,K,Masuyama,T,Andoda,S,1975,“Hydraulic Transport of Solias by Air Lift Pump (in japanese)”Journal of The Mining and Metallurgical Institute of Japan,91. 气举泵提升固态物的性能检测 摘要 我们将检测一种小型的用于提升固态物的气举提升系统。其垂直提升距离是3200mm，管子的内径是18mm。气体喷射装置安装在管道的某一部位，提升管道的底端是水和固态物质二者的混合物，而在气体喷射孔以下是空气，水，固体物资三者的混合物。不同时候检测到的状态结果也是不同的。不同组成成分直径，不同密度，不同气体喷射位置，这些都是要研究的对象，在本文中我们也将讨论固体刚好能够被提升起来的临界密度。 关键词：气举泵，气液固三态溶液，成分直径，气体喷射点，临界密度 1.概述 气举泵是指用来在化学工业中运输开发的有毒液体的装置，它也可以用在采矿工业运输矿物。同时气举泵也用来提升海底的矿物，例如，提升海底磁石到海平面，气举泵由垂直提升管和气体喷射器组成（如图1所示）。在垂直提升管中向上的混合物来自水中喷射气体处，在管子中的气液或者气液固三态混合物都是不稳定的，同时他们在自然界也是不能变化着的。尽管我们研究的泵体非常简单，但其传输现象却是非常复杂的。 在今天，气举泵的性能还只停留在理论上研究，既然我们本文是研究用气举泵提升矿物，那么以前的研究就只能很少部分适用，Weber和Dedegil曾利用一个大型的气举泵来做过实验，这个气举泵的长度达到50到441米，而直径有300mm.。他们还利用了三种不同的固态成分，同时检测了这三种不会相互反应的成分在气体喷射器作用下的体积，Saito et al研究了当管子在7.7至196.6mm的不同长度下，气举泵的反应性能，同时他们也把管子直径从46.7mm增加到154mm。 Kato et al，Yoshinaga et al ,Yoshinaga，Sato和Hatta et al在做实验时为了使测试效果更准确而采用相对小的气举泵来传输固态物质。在他们的实验中，总的管道长小于10m,Kawashima检测了提供的混合气体和不溶水部分的关系，这些都是在管长6m以及管径50mm的管道中做的，而固体成分用破碎的石头来代替。 气举泵的性能取决于很多的因数，例如，提升管的规格，液体和固体的比例，提供空气的输入功率，工作的效率。由于气举泵的功率相对机械泵要小，这些因数都要直接影响泵的操作性能，因此，气举泵的实验条件是要细心选取的，从而来模拟真是的使用条件。为了确定合适的操作条件，首先了解系统的性能是很基本的。尽管有了许多已经研究的数据，但这是不够的，所以我们还需要设计专用的气举泵来提升固体物资，一个重要的目标是评估提升的边界条件，在这个条件上，固体才可以被运走，而这些都是还没有人研究过的。 在我们的研究中，研究的是一个相对小而球是用来提升固体的泵，总共的管道长度为3200mm，、它的内径是18mm。在管道中的平均混合物密度小于泵中的密度，也就是说固态成分是可以沿着管子被提升的，我们的目的是提供有关气举泵的可适用的实验数据。为了这一目的，不同固体物质的直径，密度，喷头位置都是参数，他们都可以改变，我们将从实验和理论上讨论气液固混合物的特性。 2.实验方法 数据表1表是一个关于气举泵经验参数的纲要。气举泵的泵体包括了一个提升管，一个储蓄器，一个吸收盒，一个喷射空气的舱室，一个成分提供器，一个空气分离器。总共的长度L（用塑料做的提升管长度）为3200mm，内径D=18mm,喷射器安放在管道的某个位置，提升管的底部与储蓄器通过一个很大的管道相连，这个管道的直径达到146mm。 在实验中，从储蓄器的顶部持续的提供水，储蓄器中的水位与吸收盒的距离为LS=2420mm。储蓄器的内径比提升管的内径要大得多，在储蓄器下部的混合物流要比提升器上部的混合物流动速度小，这些储蓄器中的混合物都将影响泵的工作性能。 在成分提供器中铝或玻璃状的球状固体成分通过管道被提供到吸收盒，同时提供的还有很多水，这种混合物如果是铝时其密度，如果是玻璃时则是。固体成分的补给效率是由提供水的效率和在成分提供器底部的固体数量决定的，水和固体成分被同时吸收入提升管中。 压缩空气通过空气压缩机和质量控制器提供给舱室。在气压管中，气体从舱室再喷出。气体喷射器的具体细节如下，气体喷射点从吸收盒开始，800mm,1300mm或者200mm。为了检测气体喷射点对工作性能的影响，在管道的外表面，气体从不同位置被释放到周围环境中。 实验是在泵稳定的工作条件下进行的，混合物流的