Експериментальний аналіз пневматичних показників передачі за різними градієнтами тиску

УПневматичні системи транспортування, градієнт тиску є критичним параметром, який описує стан потоку газу та твердих частинок у трубопроводах. Він безпосередньо відображає споживання енергії, необхідне для подолання опору під час транспортування та суттєво впливає на ефективність, стабільність та економічну ефективність. Тому поглиблені дослідження продуктивності системи за різними градієнтами тиску мають важливе значення для оптимізації проектування, підвищення ефективності експлуатації, зменшення споживання енергії та мінімізації втрат матеріалу. У цій статті представлений експериментальний аналіз того, як зміни градієнта тиску впливають на показник пневматичного передачі.

Основи пневматичного транспортування та градієнта тиску

Як працює пневматичне транспортування

Пневматичні системи транспортуванняв першу чергу використовуйте обладнання джерела повітря (наприклад, вентилятори, компресори) для генерації швидкісного повітряного потоку, пронизування гранульованих матеріалів через закриті трубопроводи. На основі співвідношення твердого газу та швидкості потоку пневматичне перекриття класифікується на два основні типи:

• Розведена фазова транспортування: низьке співвідношення твердого газу, висока швидкість газу, частинки, суспендовані у потоці повітря. Ідеально підходить для передачі матеріалу з низькою щільністю.
• Щільно-фазова транспортування: високе співвідношення твердого газу, нижча швидкість газу, частинки рухаються в пробки або шари. Підходить для великих, високих місць або крихких/абразивних матеріалів.

Градієнт тиску та його значення

Градієнт тиску (вимірюється в ПА/М або КПА/м) відноситься до зміни тиску на одиницю довжини трубопроводу. У пневматичному транспорті це вказує на втрату енергії через тертя, тяжкість та стійкість до прискорення.

Ключові наслідки градієнта тиску:

• Споживання енергії: більш високі градієнти потребують більшої потужності від вентиляторів/компресорів.
• Стабільність потоку: оптимальні градієнти забезпечують стабільний потік (наприклад, щільний фазовий потік). Занадто низький → засмічення; Занадто високий → Надмірне знос та енергетичні відходи.
• Передача ємності: У певному діапазоні збільшення градієнта посилює пропускну здатність матеріалу.
• Пошкодження матеріалу та трубопроводу: надмірні градієнти збільшують поломку частинок та зношування трубопроводів.

Експериментальні методи та показники продуктивності

Експериментальна установка

Типова пневматична транспортна установка включає:

1. Постачання повітря (вентилятори, компресори)
2. Система годування (гвинтові живильники, поворотні клапани)
3. Передача трубопроводу (прозора для спостереження за потоком)
4. Газо-твердий сепаратор (циклони, сумки)
5. Зважування та збір (вимірювальна пропускна здатність)
6. Система датчиків та DAQ:

• Перетворювачі тиску (локальні/глобальні градієнти)
• Метри потоку (об'єм газу)
• Вимірювання швидкості (LDV, PIV)
• Датчики температури

Ключові показники ефективності

• Загальний падіння тиску (Δp _{загальний ) = газова фаза (Δp g ) + тверда фаза (Δp s )}
• Градієнт тиску (Δp/l) - параметр ядра (pa/m)
• Тверда масова швидкість потоку (M _S ) - кг/с або T/H
• Коефіцієнт твердого газу (μ) = m _s /m _g
• Споживання енергії (e) = вхід потужності / м _s
• Швидкість зриву частинок та зношування трубопроводу

Ключові експериментальні висновки

1. Градієнт тиску та здатність до передачі

• Збільшення градієнта (завдяки більшій швидкості газу/твердого навантаження) збільшує пропускну здатність матеріалу, але нелінійно.
• Приклад: Для 2 -мм пластикових гранул у 100 -мм трубі підняття ΔP/L від 100 до 300 па/м збільшило пропускну здатність від 0,5 до 2 т/год. Подальше збільшення призвело до зменшення прибутку.

       2. Переходи режиму потоку

• Розведена фаза: низькі градієнти ризикують осіданням частинок; Оптимальні градієнти забезпечують стабільну підвіску.
• Щільна фаза: градієнти нижче 150 ПА/м викликали засмічення; 250–350 ПА/м підтримує стабільний потік вилки; > 450 ПА/М Зірвані пробки в розведений потік.

       3. Компроміси з енергоефективності

• U-подібна крива пов'язує градієнт (ΔP/L) та споживання енергії (E).
• Приклад: Система на великі відстані досягла мінімального використання енергії (5 кВт/год) при ΔP/L = 50 кПа.
  
  

       4. Знос матеріалу та трубопроводу

• Високі градієнти (наприклад, 400 проти 200 ПА/м) подвоєна поломка скла (0,5% → 2,5%) та зношування труб.

       5. Моніторинг стабільності

• Коливання тиску (FFT -аналіз) нестабільність сигналу (наприклад, ризик засмічення).

Інженерна оптимізація розуміння

1. Дизайн та вибір: відповідність градієнтних діапазонів до властивостей матеріалу (щільність, абразивність) та вимоги до відстані/висоти.
2. Оперативна настройка: відрегулюйте швидкість повітря/подачі, щоб підтримувати ΔP/L у "Солодкому місці" для ефективності.
3. Розумний контроль: датчики IoT + AI-керовані петлі PID для оптимізації градієнта в режимі реального часу.
4. Пом'якшення зносу: Використовуйте труби з керамікою або армовані вигини для абразивних матеріалів.
5. Регулювання специфічних для матеріалу: Додайте посібники потоку або змініть шорсткість труби для зміни градієнтних потреб.

Висновок та майбутній світогляд

Цей експериментальний аналіз демонструє, як градієнти тиску критично впливають на ефективність, стабільність та вартість пневматичної передачі. Майбутні прогрес у прогнозованому AI прогнозованому контролі та адаптаційних системах у режимі реального часу обіцяють подальшу оптимізацію, сприяючи зеленим, розумнішим промисловим передавальним рішенням.

Про Іньчі

Shandong Yinchi Environmental Heanth Equipment Co., Ltd.(Yinchi) спеціалізується на розширеномуПневматичні системи транспортуваннята розчини обробки масового матеріалу. Наші конструкції, керовані в НДДКР, забезпечують енергоефективні, низькі показники для одягу в галузях.

Зв’яжіться з нами:

📞 +86-18853147775 | ✉ sdycmachine@gmail.com

🌐www.sdycmachine.com