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某現場氣力輸送系統—-簡易計算方式研究

耐摩耗スパイラルエルボの空気輸送配管

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

耐磨彎頭配管示意圖

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。

風車曲線表

風速・管径・風量の関係図風速、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、圧損、混合比---関係図輸送距離、設計要素、壓損、混合比—關係圖

管径、設計要素、風量---関係図管徑、設計要素、風量—關係圖

システム圧損、動力馬力数、風量---関係図系統壓損、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/Dζsb
21.5
40.75
60.5
170.38

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