如何确定密相气动输送系统的参数 ...
在诺术总部Iain McNerlin 和 Brandon Lofquist 撰写的这篇文章中,我们将演示如何确定标准密相输送系统的参数。
一家全球野生捕捞、海鲜可持续加工企业,致力于对其制造工厂的设备进行现代化改造。自20世纪80年代以来,该加工商一直生产鱼糜,这是一种由鳕鱼制成的冷冻鱼蛋白,通常用作许多仿蟹产品的主要成分。该设施的鱼糜生产过程包括楼上的一间粉料室,在那里将糖、山梨醇和防腐剂混合,然后通过粉料处理系统运送到楼下的鱼类加工车间。
在进行计算之前,对密相气动输送有一个基本的了解是至关重要的。密相气动输送是一种技术,主要用于在较低速度下传输那些难以处理、重量较大(通常超过50-60磅/立方英尺)的磨料、混合批次或易碎材料。该技术通过高压下的低气体体积,以受控的速率将材料以块状形式通过封闭的管道进行输送。密相气动输送的优势在于其能够减少材料分离和降解,降低组件磨损,具有较低的运行成本和基本的维护需求。因此,当需要从单个收集点将材料输送到单个或多个目的地时,密相气动输送系统通常是首选。常见的适合密相气动输送的材料包括沙子、水泥、化学品、金属氢氧化物、石墨烯和锂等。
系统参数确定
氧化铝粉末被用于锂电池生产、高纯度陶瓷、涂料、油漆和其他特种应用。这种氧化铝粉末的堆积密度为 70 磅/立方英尺,并以 14 吨/小时的速度从筒仓转移到接收箱。该系统将采用标准输送时间、吹扫管道时间来设计(吹扫设计是指在重新填充运输机之前用空气清理整个生产线和发送罐),需要输送的材料超过20英尺的垂直距离和145英尺的水平距离。在这种情况下,我们在测试设施中对物料进行了测试,以确定输送速率和耗气量。测试在一条165英尺长的3英寸40号管道上进行。测试结果表明,输送速率为370磅/分钟,耗气量为150标准立方英尺/分钟。
计算
步骤1 – 计算每小时需要物料的体积。(14 吨/小时 × 2,000 磅/吨)÷ 70 磅/立方英尺 = 400 立方英尺/小时
步骤2 – 根据输送距离选择每小时的循环次数。氧化铝粉末输送165英尺需要12个批次/小时(输送距离越长,批次数越低,反之,距离越短,批次数越高;诺术使用专有数据库来设定批次/小时)。
步骤 3 – 选择一个每小时使用12个批次的发送罐。从步骤 1 中得出的每小时需要输送的物料体积是400立方英尺/小时。400立方英尺/小时 ÷ 12个批次/小时 = 33.3立方英尺/批次
步骤 4 – 33.3立方英尺的发送罐不是标准尺寸。因此,选择一个标准尺寸,在这个例子中是30立方英尺(有效容积)的发送罐,并重新调整每小时的发送批次。400立方英尺/小时 ÷ 30立方英尺/批次 = 13.3个批次/小时
步骤 5 – 确定单个批次期间所需的时间。60分钟/小时 ÷ 13.3个批次/小时 = 4.5分钟/批次。这是完成一个批次所允许的总时间。每4.5分钟,发送罐需要完成一个批次以达到系统速率——请注意,整个批次过程必须包括填充物料和输送。
步骤 6 – 接下来选择进口阀门的尺寸,并确定填充发送罐所需的时间。通常,会选择一个标准的8英寸进料口蝶阀并进行测试,以查看系统是否工作正常。一个直径为8英寸的进料口蝶阀将具有1.25立方英尺/秒的容积流量。因此,填充发送罐所需的时间为:30立方英尺/批次 ÷ 1.25立方英尺/秒 = 24秒/批次(0.4分钟)
步骤 7 – 确定每批次中用于输送的剩余时间:4.5分钟(总时间) – 0.4分钟(填充时间) = 4.1分钟(用于输送)
步骤 8 – 发送罐的总批次重量是多少?30立方英尺/批次 × 70磅/立方英尺 = 2,100磅/批次
步骤 9 – 在4.1分钟内输送2,100磅所需的速率是多少?2,100磅 ÷ 4.1分钟 = 512磅/分钟
步骤 10 – 在确定了传输速率后,选择能够至少以512磅/分钟的速率输送物料的适当管道直径。这一步参考了测试结果,该测试结果表明在3英寸sch40管道中的输送速率为370磅/分钟。3英寸的管道不够大,因此将测试数据外推到4英寸sch40管道。4英寸管道能够输送的速率是多少?
这里遵循的规则是,测试中得到的瞬时输送速率与用于输送的管道的横截面积成正比。这意味着,在给定距离下,通过给定内径的输送线已知的瞬时传输速率,将是使用相同材料在相同距离下通过任何其他尺寸的输送线的速率,这导致管道横截面的直接比例关系。
370 磅/分钟 × 0.0881(4英寸sch40管道的横截面积) = 635 磅/分钟
0.0513(3英寸sch40管道的横截面积)
因此,在165英尺的距离下,使用4英寸sch40管道将以635磅/分钟的输送速率输送氧化铝粉末。
步骤 11 – 接下来,检查(在635磅/分钟的速率下),输送物料需要多长时间,并确认它是否快于所需的每批次4.1分钟时间。
所以,2,100磅/循环 ÷ 635磅/分钟 = 3.30分钟。请记住,材料需要在4.1分钟或更短的时间内完成输送,因此,4英寸sch40管道适用于这个应用。
步骤 12 – 接下来,确定输送过程中的耗气量,以便为系统选择合适的空压机型号。
与步骤10中的规则类似,输送过程中的瞬时耗气量直接与所使用的输送管道的横截面积成正比。
150标准立方英尺/分钟 × 0.0881(4英寸sch40管道的横截面积)= 257标准立方英尺/分钟
0.0513(3英寸sch40管道的横截面积)
在4英寸管道中每批次3.30分钟内,耗气量为257标准立方英尺/分钟的。
步骤 13 – 一个批次使用多少空气?257标准立方英尺/分钟 × 3.30分钟 = 848标准立方英尺
步骤 14 – 一个小时使用多少空气?848标准立方英尺/批次 × 13.3批次/小时 = 11,278立方英尺/小时
步骤 15 – 一小时内“平均”耗气量?11,278立方英尺/小时 ÷ 60分钟/小时 = 188标准立方英尺/分钟
步骤 16 – 输送过程中的压缩空气流速是多少?
步骤 17 – 输送过程中的平均物料流速是多少?
30立方英尺/批次 ÷ 3.30 分钟/批次
0.0881 平方英尺(4英寸sch40管道横截面积) = 103 英尺/分钟
通过完成上述计算,已经正确设定了密相气动输送系统的参数。发送罐的大小、入口阀、输送管道、批次时间、物料速度、批次输送量和空气消耗量现在是已知值。特别是对于新物料,密相输送参数设定的关键是进行物料测试以帮助验证系统设计。观察物料的输送情况,然后将这些结果与一组已知值进行比较,可以减少参数设定的猜测性。诺术已经测试了数百种物料,并维护了一个广泛的数据库,这为我们的团队和客户提供了宝贵的资源。
如需更多关于气动输送系统或材料测试的信息,请联系sales@nol-tec.cn
关键要点 ...
密相系统因其显著降低的物料分离和降解风险,较小的部件磨损、较低的运行成本和基本的维护需求而受到青睐。
适用于密相气动输送的常见物料包括沙子、水泥、化学品、金属氢氧化物、石墨烯、锂等。
密相系统参数确定的关键(尤其是新物料)是进行物料测试以帮助验证系统设计。