1   引言  采用气力输送系统输送干燥的散装颗粒物料基本上没有能力上的限制，几乎所有的物料能以高流量长距离输送。但实际上是也受一些限制的， 主要限制是作为输送介质的气体是可压缩的。这一参数主要限制了经济规模和能力需求。  输送能力主要依靠5个主要参数，管径、输送距离、有效压力、输送气体速度和物料性质。上述大部分参数是可以预测的，就目前而言，物料输送理论还未完全弄清楚。   

1.1 管径,  管径主要对物料流量产生影响。如果需要加大物料流量一般的总是增加管径不管其它参数。管径增大其横截面积也增大，等同于增加了物料的输送能力。 

1.2 输送距离  和液体、气体单相流一样，输送管线的压力损失与距离成正比，长距离输送尤其是高物料流量输送趋向于高压，结果输送长度超过1英里，突破这一限制的方法本手册的其它章节再做讨论，本节只讲述基本原理。 

1.3  有效压力  尽管空气和其它气体能被压缩至很高的压力，通常情况下输送用压力不是很高，是由于压缩气体的体积流量不断增加，压力在减小。利用超过2000 lbf/in2(13.79MPa)单级水力方式输送物料其输送距离可超过70英里。原因是水不可压缩，水力超长距离输送，速度改变是不重要的。  在第一章提到，利用气力输送，表压大约是15 lbf/in2（0.1MPa）的空气压力通常认为是高压。例如将15 lbf/in2的空气释放到标准大气压下其速度是直管段的2倍。尽管通过分段扩大管道内径，使空气膨胀在一定程度上得到改变，这一计算程序相当复杂。因此采用空气输送表压达到100lb/in2（0.67MPa）接收点是标准大气压的气力输送系统来输送物料是不常见。  用气力输送系统输送物料必须保持一定的压力，尽管使用300lb/in2(2MPa)高气源压力是不常见的，临界高背压输送相对来说是少的，如果有，需要管道分段。在分段基础上设计长距离气力输送系统。 

1.4  输送气体速度  气力输送系统的风机、压缩机或负压风机除气源压力外引入容积流量参数，尽管输送空气速度尤其是输送线入口速度或拾取速度决定气力输送设计参数。在单一管径下不管是正压或负压输送系统,管线始端的物料给料点总是风速最小。 

在单一管径下管线末端的速度最大，空气速度最小值决定气力输送系统是功的关键，当然容积流量由空气速度和管道横截面积简单相乘，正确使用速度必须慎重考虑，详见下一章“空气需求量”。 

输送速度最小值很大程度依靠散装物料的性质输送和输送方式。典型的稀相输送速度大约是3000ft/min(约15m/s)。输送速度与颗粒大小、外形和密度的关系将被论述。 密相输送最小速度大约600ft/min（3m/s），细粉能够用密相输送最小空气速度与物料和空气的浓度比或固体填充率有关，本章将详述。 

稀相输送颗粒悬浮在空气中具有相对高的速度值，颗粒和空气间的密度存在巨大差异，典型的液体悬浮输送速度仅是300ft/min（约1.5m/s），水和颗粒的密度相差非常小，水和空气密差大约是800:1。输送介质速度大约是10:1，在此看到空气压力和密度总体上对气力输送的气速最小值不是主要影响因素。 1.5  物料性质 

物料的性质是气力输送系统能力的一个重要参数，决定了传统的稀相输送系统所需最小气速,，多数物料输送参数不同，表观特征是物料性质的重要因素。 

尽管散装物料的性质，像粒径大小、粒度分布、颗粒形状、形状分布、物料密度是重要的，有些性质通过及时测量是完全可知的，包括气固相互作用，像存气性和透气性。一般而言物料具有好的透气性或好的存气性, 更适合采用常规的低速密相输送系统。物料即没有好的存气性也没有好的透气性局限于稀相输送。 1.5.1 密相输送 

低速密相输送有两种装置，物料具有好的存气性物料趋向流态化方式输送，在水平管内绝大多数物料像水一样沿管底流动，气体中的物料非常少。固体填充率大约150时，管线近似充满。密相输送有明显的脉冲流，物料顺畅流动后突然停一两秒钟，然后再顺畅流动，在垂直向上流动也是脉冲的，再次停止流动的物料随时落回垂直管道底部。 物料具有好的透气性，物料趋向于栓塞形式通过管线，栓塞充满管线的内径，并且被隔成短的空隙，象这种输送空气速度是减少的，沿着输送管线料栓间的空隙被物料充满。料栓最终以固定床方式沿顶部象波浪一样移动。空气流量减少导致输送气体速度减小物料的流量也会减少。 

完全由单一大颗粒组成的物料，如聚乙烯、尼龙小球、花生、某些谷物和种子，非常适合栓塞流。对稀相输送由于需要高速输送造成尼龙、聚合物受损，由于非常高的透气性，空气将容易渗透到物料，物料在输送时其最大填充率大约是30。 

2  物料输送特性 

一个气力输送系统设计成功的标志是符合运行要求、出力达到最大。必须正确处理被输送物料的特性，输送特性将告诉设计者物料最小输送速度、最适合物料输送的速度、管径、空气流量与物料流量的比值和输送距离。 

换句话说，一个正在运行的气力输送装置，合理的输送参数将告诉设计者预期的流量是什么，是否适合输送不同的物料,气体流量是否满意。输送参数也可用于校验目前的输送装置是否最优，运行是否满意，管径、压缩机参数是否适合现有工况。 

如果在此之前对物料已经有足够的经验，物料的输送参数早已建立，就可以在已知的基础上进行设计。如果对物料没有以往经验，没有足够完整的科学研究，必须对物料进行输送试验。这个试验方案将为我们提供物料流量与气体流量比、输送线压力损失，放大条件及完成物料输送所需的数据。 

这个试验也能提供物料最小输送气速和影响输送的条件，特别重要的是浓相输送和稀相输送两者间输送参数存在着巨大的差异。 

试验范围应包括物料输送模式，以往的可用经验很少时，按比例增加气源压力、管径、输送距离、用已有的资料预测管道参数。假如不能按比例增加输送模型，推断出长距离、高固体填充率和最低输送气速范围是多少，不要冒然用于实际，除非证明物料就是像这样产能输送的。

 2.1 输送模式 

高压常见于稀相输送，假如物料适合稀相输送模式。物料特性影响输送形式，同一输送条件下物料流量也存在差异，成功设计以前未曾尝试过的物料输送，试验是至关重要的。所以输送试验中必须有附加的高压空气，建立输送界限和一个非常宽输送范围条件。 

除物料性质外，输送距离也是重要参数。对固体填充率、哪种物料能输送和采取的输送方式的直接影响是压力梯度和输送能力的限制。更多的输送性能详见第8章。 

2.1.1 纯空气资料 

为了说明如何应用输送参数，首先必须建立和调查影响输送的主要参数。 图4.1是一幅仅考虑空气流过管线时，压力损失与空气流量关系图， 

表示描述物料流量是0lb/h。 

 

 

从图4.1中可看出空气压力损失随空气流量增加显著增大。当物料加入管道，对于给定的空气流量，其压力也增加，这是因为与颗粒通过输送管线时对空气产生阻力的结果。 

还要有足够高的空气速度输送物料，否则颗粒不能输送并且物料逐渐堵塞管线。