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在气力输送生产线输送过程中,物料的颗粒的运动状态主要受输送气流速度的影响和控制。在输送量一定时输送气流速度比较大,颗粒在管道内气流中的分布越接近均匀分布而且处于完全悬浮输送的状态。气流速度逐渐减小时,在垂直管道中会出现物料颗粒的速度下降、物料分布出现密疏不均现象,而水平输料管则会出现靠近管底物料分布密度高的现象;当气流速度低于某一值时,对于垂直输料管道会出现局部管段掉料、悬浮但又能够被提升现象,对于水平输料管则会出现一部分颗粒在管底滞留,处于一边滑动,一边被气流推着运动的状态,当气流进一步减小时,水平输料管管底停滞的物料层做不稳定的移动,最后停顿,产生管道堵塞现象;对于垂直输料管则会出现管道中输送的物料瞬间发生重力沉降,即发生所谓的掉料或堵管等现象。
在水平输料管中,物料的重力方向与水平气流方向相垂直,空气动力对物料的悬浮不起直接作用,但实际中物料仍能被悬浮输送,管道内存在着与物料运动方向垂直的力,这种力即物料悬浮的升力或浮力,物料受到了以下几种升力的作用:
(一)紊流的分速度
(二)颗粒上下表面之间的静压差力
(三)马格努斯效应引起的升力(在球形颗粒物产生的马格努斯效应最为明显,对水平管道输送大豆进行高速摄影,看出大豆每秒旋转上千转,根据研究结果引起的升力可达大豆颗粒自身重力的几倍)
(四)由于颗粒形状不规则产生的推力在垂直方向的分力
(五)由于颗粒之间或管壁碰撞而产生的跳跃,或受到反作用力的作用在垂直方向的分力。
这些力的共同结果,使物料颗粒在水平气流中不断处于悬浮状态并呈悬浮状态输送。
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