气流运送水泥

?用仓泵输送水泥粉料是常见的水泥装卸和输运的方式之一，怎样合理地选取空压机排量，各管路的通径是设计需要首先考虑的。现利用设计压力为0.72Mpa的仓泵输送水泥粉料选取参数的实践，与有兴趣者讨论一下。

设计期望目标：流量达到100T/h，进入30m高的料仓。

各阶段的物料，包括预备的压缩空气经历如下的六个状态：

状态1：压缩空气。

空气压力0.72Mpa，无粉料。常压下1.29kg/m3的密度的空气，工作过程中空气储罐压力下降至0.5Mpa稳定，在0.5Mpa压力下，密度为5.85kg/m3。

状态2：状态1的0.5Mpa的空气从DN60的阀门和管道进入混合仓，压力降至0.35Mpa。压缩空气从状态1变化至状态2，其状态特征量的变化符合伯努利方程，可以计算得到空气的流速为V2=83m/s。这将是系统的能量提供者。可以推算出耗气量0.35Mpa/56m3/min。

?附：P+ρgh+1/2ρv2=Constant，伯努利方程的公式

状态3：83m/s的高速气体与静止的水泥在0.35Mpa的混料仓内混合形成固含量为96%（经验数），速度为3.3m/s的混合物。过程符合动量守恒定律。

状态4：状态3的3.3m/s的混合物从混料仓进入150的管道，料仓外的压力为0.348Mpa，流速符合伯努利方程，

1/2ρ4v42=P4 -P3+1/2ρ3v32=0.348Mpa+1/2*3.47kg/m3*3.3*3.3m2/s2

得到：v4=10m/s，如果没有损失，该混合料可以爬升的高度可以达到16m。

状态5：转角90度，混合物从水平运动转向为往上运动，有壁部冲刷而造成能量损失。同时管道和阀门也有能量损失。所以爬升高度还需要修正。可统一地在爬升高度上修正。

状态6：混合物垂直方向高度爬升，动能转化为势能，同时系统速度V接近0，压力接近常压P=0.01Mpa。混合物的固化物含量仍然取重量含量96%的话，空气因压力减小，体积膨胀。入库前，如果增加一小段扩张管，可以有效地改善入库状态。

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讨论和评估：

1. 伯努利方程对于状态之间的联系是有巨大作用的，是计算各状态变化的基础。

2. 高速空气带动水泥，形成混合物，满足动量守恒方程。

3. 尽管有很多不可替代的优势，如全封闭（环保）。气流输送粉料的能量损失非常大，从能量分析角度看，损失主要发生在混料室将静止的粉料动起来，约96%的能量损失掉了；转角的损失和管道流动损失是不可避免的。

4. 整个系统的输运能力取决于空压机的供气能力，本计算只是一种情况下的模拟。

欢迎讨论。