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气力输送系统中弯管耐磨性的研究

日期:2020-09-20 21:41 关注:

摘要:在气力输送系统在多个领域得到广泛应用的同时,系统弯管磨损问题也引起了人们的关注。基于这种情况,本文对气力输送系统中弯管的磨损机理进行了分析,然后对系统弯管耐磨性的影响因素和增强方法展开了研究,以期为关注这一话题的人们提供参考。

不同于其他输送设备,气力输送系统依靠空气进行能量传递,从而实现物料的传送。而采取该种能量传递方式,则使物料拥有了一定的移动速度,所以容易在通过弯管的过程中与内壁发生碰撞和摩擦,进而导致弯管耐磨性受到影响。因此,相关人员还应加强气力输送系统的弯管耐磨性研究,以便寻求方法增强弯管耐磨性,继而使系统的运行更加可靠。

1.气力输送系统中弯管的磨损机理

在气力输送系统中,被输送的物料将在气流推力和自身重力的作用下通过弯管。但在通过时,由于物料运动方向将遭到改变,所以其将与弯管发生数次碰撞,从而导致管壁遭到磨损。从有关试验结果来看,在大曲率半径弯管中,物料将与管壁发生猛烈撞击,并产生较多冲击点,弯头处则会出现类似磨出的凹坑。在短曲率半径弯管中,由于转弯处将堆积大量物料,所以能够减少物料对管壁的冲击,进而使管内壁得到保护。另外,由于贴近管内壁的物料流动速度会有所减缓,因此管壁的磨损也将得到减弱。由此可见,在气力输送系统中,弯管磨损主要是由物料的摩擦磨损和冲击磨损构成。

2.气力输送系统中弯管耐磨性研究

2.1影响弯管耐磨性的因素。为研究弯管耐磨性,还要对气力输送系统中弯管磨损所受的内外因素展开分析。其中,外部因素主要包含气流速度、料气比和物料物性,内部因素则包含弯管结构和内壁粗糙度。文章来自于:www.naimoguan.com

2.1.1外部因素。在其他条件相同的情况下,想要减少弯管磨损,还要改变物料撞击角和碰撞避免的速度。而粒子的速度越大,就会产生更多的摩擦或撞击能量,从而导致弯管严重磨损。如果气流速度过低,物料就会在弯管中沉积,进而导致管道堵塞。在气力输送系统中,可认为磨损量与输送气流速度的3次方成正比,所以气流越大,物料与管道的接触频率也就越高,形成的接触压力也越大,从而导致弯管磨损越快。而料气比为物料质量与输送物料所消耗的空气质量的比值。在料气比较大的情况下,物料与管壁的碰撞或摩擦次数就越多,从而导致管壁遭到严重磨损。此外,物料的物性也会影响弯管的磨损。比如在物料拥有较大颗粒粒径或硬度较大,弯管磨损就越严重。

2.1.2内部因素。从弯管设计角度来看,弯管结构与内壁粗糙度都会对弯管的磨损产生影响。首先,在弯管曲率半与管道直径的比值较大的情况下,物料容易在通过弯管时在内壁上弹跳,从而导致其与弯管剧烈碰撞,并使物料运动方向发生改变。发生这种碰撞,将导致物料破碎,并产生能量损失,进而导致弯管形成磨损点。如果弯管曲率半径较小,则能够减少能量损失,进而使弯管的磨损得到减轻。其次,在弯管内壁具有较大粗糙度的情况下,弯管内部将产生较大的摩擦阻力。所以在物料通过的过程中,将消耗较大的能量,进而导致弯管磨损严重。再者,在弯管具有较小管径的条件下,气流将受到较大的阻力,物料通过同样需要耗费较大能量,进而导致弯管磨损更加严重。此外,在弯管弯曲角较大的情况下,物料通过弯管需要更长时间,消耗的能量也更大,因此将导致弯管磨损严重。

2.2增强弯管耐磨性的方法。结合影响弯管耐磨性的因素,可以采取相应的措施增强弯管的耐磨性。首先,在弯管选材方面,还应选择耐磨的材料,如金属陶瓷复合材料,从而使弯管内壁的粗糙度得到降低,进而使弯管的磨损得到有效减少。而在磨损显著的弯头处,还应进行容易更换的衬板的附加,或是增加该部位的厚度。如果使用圆管,可以使用厚壁钢管或钢板进行弯管的焊接。为方便更换,通常会使用长方形断面管段。其次,在弯管结构设计方面,还应实现合理设计。如果采用长半径弯头,就要将弯管设计成由一个弯管叠套另一个弯管的结构,然后利用水泥砂浆进行弯管间的孔隙填充,从而使弯管的使用寿命得到延长。在弯头形状设计方面,可以采用椭圆形弯头、球形弯头或一端不通的T 型弯头。采取这些形状,能够使弯管部分的流通断面得到增大,从而使物料在弯管处停滞,继而使物料间的相互冲撞得到减少。在椭圆形弯头中,物料进人到放大空间后就会先扩散然后收缩,并形成流动死区,因此不会直接接触内壁。此外,如果采用短半径弯头,同样也会形成一个物料堆积区,但是却不会出现“空腔",所以能够在预防磨损的同时,减少“返料''情况的发生。从有关研究结果来看,相较于长半径弯头,短半径弯头的耐磨性明显更好,但稍弱差于T型管弯头。

弯管的使用,能够使气力输送系统管道更具灵活性,但是也导致了系统容易出现弯管磨损、物料受损和压力降增加等情况。加强弯管磨损机理和影响因素的分析,并采取有效措施增强弯管耐磨性,则能使这些情况得到改善。因此,相信本文对气力输送系统中弯管耐磨性展开的研究,可以为相关工作的开展带来启示。

关键词:气力输送系统;弯管;耐磨性

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