某現場氣力輸送系統—-簡易計算方式研究
1.輸送物:X細粉末
2.輸送物假比重:0.55 × 粒徑0.12mm
3.鼓風機至旋轉供料器:空氣管路(cleaned air)直管60米,彎頭8個。
4.旋轉供料器至布管機:
4.1.水平總輸送距離:Lh=60M
4.2.垂直總輸送距離:Lv=33M
4.3. 90度彎管數量:7個
4.4. 40度彎管數量:1個
4.5.輸送物料分歧管:5個
5.輸送物輸送量:Ws=10000Kg/Hr
先設定6.空氣輸送量(Wa):(Qa)=13.目前鼓風機動力:20M3/min
空氣的比重量λa=1.2Kg/M3
輸送空氣速度Va=16~24M/S≒20M/S(可查表粉粒體輸送技術於日刊工業
新聞社出版;管路輸送裝置第240頁)
7.混合比(μs):(Γ)= 10000÷60÷1.2÷20≒7
(可查表粉粒體的輸送、儲槽及供給於化學工業社出版;
空氣輸送機的設計要領第39頁)
8.輸送方式:吹送式
9.輸送管內徑(△Da):=√4Qa÷60πVa=0.146M
≒151mm≒6吋SCH40管
(可由查表粉粒體輸送技術於日刊工業新聞社出版;
管路輸送裝置第241頁)
10.輸送空氣速度(M/s):同上≒20M/S
(可查表粉粒體輸送技術於日刊工業新聞社出版;
管路輸送裝置第240頁)
11.輸送物供給方式:旋轉器(air lock) ,物料間斷供給。
12.壓力損失:△P=△Pair+△Pac+△Pm+△Psep+△Pex+△Pb
12.1. △Pair:鼓風機出口至旋轉器間之空氣管內壓損
12.2. △Pac:加速損失
12.3. △Pm:輸送物料管的壓力損失
12.4.△Psep:袋濾器之壓損
(因本次是使用吹壓式故袋濾機之壓損不考慮)
12.5 .△Pex:無旋風器
(因本次是使用吹壓式故袋濾機之壓損不考慮)
12.6. △Pb :排氣之壓損(袋濾器至補助風車之壓損)
13. 以簡略快速的計算方式可得如下:
Q=60VaπD2÷4=20.0898567 M3/min≒20M3/min
△P=(1.2×0.025×202×99)÷(2×9.80665×0.151)
=401.1333977≒410mmaq
以混合比7來計算可得知410×7=2870mmaq
另外加速損及彎頭損及其他水平等等的壓損以經驗來算
只要多15%至20%即夠所以2870×1.2=3444mmaq
即夠輸送
一般計算風車動力=20×3500÷6120÷0.6÷0.74≒25.8Hp
≒25Hp~30Hp即可。
風速、管徑、風量–關係圖
風量、混合比、輸送量 —關係圖
輸送距離、設計要素、壓損、混合比—關係圖
管徑、設計要素、風量—關係圖
系統壓損、功率馬力數、風量—關係圖
壓損是否比一般彎管小?
通常空氣輸送之配管都係使用SCH40之無縫鋼管其中所有之計算參數都以SCH40無縫鋼管之內徑做設計基礎,參考內徑尺寸:
4”—102.3mm ,
5”—-126.6mm ,
6”—-151mm ,
8”—-199.9mm,
10”—-248.8mm,
12”—-297.9mm,
14”—-333.4mm,
16”—-381mm
壓力損之係數ζsb與曲率半徑ρ和管徑D有相對之關係
依參証資料得之,如下表格:
曲率半徑 /管徑 | 壓力損失係数 |
ρ/D | ζsb |
2 | 1.5 |
4 | 0.75 |
6 | 0.5 |
17 | 0.38 |
一般而言20R之長肘彎頭其壓力損失係數值ζsb大多係0.50上下,凡使用20R徑長肘彎頭之壓損值,
都會依標準直管加上曲率半徑發生時之壓力損失。
那又如何來驗証呢?於下即可表示,20R徑長肘管與螺線耐磨彎管之壓損差異,以4”20R徑長肘彎頭,
風速設定於V=20M/S,混合比ή=1為基礎
EX:4”—102.3÷2×20=1023mm—20R徑長肘彎頭曲率半徑
—2×1023×π÷4=1607mm—90°彎管ζsb
—1067/102.3=15.708—依參証資料可得之壓力損失係數為0.40左右
EX:6”–151÷2×20=1510mm
ρ=2×1510×π÷4=2372mm
ζsb —2372/151=15.708與4”同,也就是標準20R徑長肘彎管之壓力損失係術為0.40左右,
然4”20R徑長肘彎頭之壓力損失為,單1支總長為1607mm以標準計算模式如下:
△ Pn=(1.2×0.025×202×1.607)/(2×9.80665×0.1023)=9.6110mmaq
△ P206=9.6110×(1+0.40)=13.4555 mmaq
另外6”之△P206=【(1.2×0.025×202×2.372)/(2×9.80665×0.151)】×(1+0.40)=13.4554 mmaq
螺線耐磨彎頭SE壓損計算
4”—104.5mm,
5”—129.66mm,
6”—154.2mm,
8”—203.5mm,
10”—254.6mm,
12”—305.7mm,
14”—339.8mm,
16”—390.6mm
螺線耐磨彎頭之游走距離
4” 375+328+228=931mm
ζsb = 931/104.5=8.91—–依參証資料
可得之壓力損失係數為<0.50以下,
∵以螺線耐磨彎頭之螺線增壓(低壓損)從螺線45°角走行,
其係數將成為原本之1/√2值
6” 465+484+292=1241mm
ζsb =1241/154.2=8.05依參証資料得知壓力損失係數為<0.50以下
螺線耐磨彎頭以常用風速20M/S計算時,4”螺線耐磨彎頭之壓損為,
一顆螺線耐磨彎頭之內腔室中行走距離為931mm
△ Pn=1.2×0.025x202x0.931/2×9.80665×0.1045=5.451mmaq
△ Pse=【5.451x(1+0.5)】÷√2=5.7817mmaq
6” SE游走距離為1241mm,同樣壓損值計算如下:
△Pn=(1.2×0.025x202x1.241)/(2×9.80665×0.1542)=4.924mmaq
△ Pse=【4.924x(1+0.5)】÷√2=5.223mmaq