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一、沉降速度與懸浮速度
散粒物料在氣流中運動時，沉降速度和懸浮速度是它的最基本性質(zhì)。
當直徑為d的球形物體從靜止狀態(tài)在空氣中自由下落時，由于受到重力的作用，下落速度將愈來愈快，同時，物體受空氣的阻力亦逐漸增大。當物體的自重G以及物體在空氣中受到的浮力P和阻力R，按下列關(guān)系達到平衡時，即；
G—P＝R
則物體將因慣性作用而以等速γ沉向下沉降，這一速度就叫做沉降速度。
在上式中: ( )
R=CS =C
式中: γ物、γ氣——物體和空氣的比重
g——重力加速度
S——物體在運動方向的投影面積，亦叫迎風(fēng)面積
C——物體以沉降速度運動時的阻力系數(shù)
物體的沉降速度為：
γ沉=
設(shè)沉降速度為ν沉的物體，放在垂直向上的速度為ν的均勻氣流中，則物體運動的絕對速度ν物將為：
γ物=γ-γ沉
此時，如果ν=ν沉，則物體的絕對速度ν物=0，即物體在氣流中停在原處，既不上升，也不下降。通常將這時的氣流速度稱為物體的懸浮速度ν懸。物體的懸浮速度在數(shù)值上與沉降速度相等，即ν懸=ν沉。由此可見，當物體處在大于其懸浮速度的氣流中時，則物體將被氣流帶動。
在垂直管道中，氣流動力同物料重力處在同一直線上。要使物料能與氣流同向運動，則氣流的速度必須大于物料的懸浮速度。所以，懸浮速度是實現(xiàn)氣力輸送機（吸糧機）時確定氣流速度的依據(jù)。但是，物料在管道中的運動十分復(fù)雜，受著多方面因素的影響;同時，被輸送物料的形狀通常是極不規(guī)則的，所以，各種物料的實際懸浮速度需要通過實驗來確定。
在水平管道內(nèi)，由于氣流的動力方向同物料顆粒的重力方向垂直，因而共懸浮和運動狀態(tài)更為復(fù)雜。在選擇氣流速．度時，通常仍以垂直管道內(nèi)的懸浮速度為依據(jù)。部分谷類物料的懸浮速度見表
表 部分谷類物料懸浮速度參考值
名 稱 v懸（米/秒） 名 稱 v懸（米/秒） 名 稱 v懸（米/秒）
小 麥 9～11 糙 米 9～12 油菜仔 8
面 粉 2～3 大糠（谷殼） 2～3.5 大 豆 9～11
麩 皮 1～3 米 糠 1～2 大 麥 9～11
一皮物料 6～7 稗 子 4～7 高 梁 9.8～11.8
大麥心 4.3～5 并肩石 11 蕎 麥 7.5～8.7
中麥心 4～4.5 玉 米 10～14 燕 麥 8～9
細麥心 2～4 花 生 11～15 豌 豆 15～17.5
稻 谷 8～10 棉 籽 9～10
在實際的氣力輸送機（吸糧機）管道中，由于物料相互之間和同管壁之間的摩擦、碰撞以及管道內(nèi)氣流的不均勻等多種原因，實際所需的氣流速度遠比物料的懸浮速度為大。
二、管流中物料顆粒的運動狀態(tài)
（一）物料顆粒在垂直管道中的運動狀態(tài)
在垂直輸料管道中，物料顆粒的重力方向與空氣動力的方向處于同一垂直直線上，但方向相反，只要氣流的速度大于物料顆粒的懸浮速度，物料顆粒就會隨氣流向上運動。但在紊流氣流中，因有與流向相垂直的分量存在，管道內(nèi)的氣流速度又是不均勻的，物料顆粒的形狀通常也不規(guī)則，且物料相互間或與管壁間相互碰撞產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，致使物料顆粒的運動呈不規(guī)則的曲線上升狀態(tài)。在垂直輸料管中，物料顆粒在管道內(nèi)的分布基本是均勻的。
（二）物料顆粒在水平管道中的運動狀態(tài)
在水平輸料管道中，物料顆粒的重力方向與空氣動力的方向相垂直，空氣動力對物料的懸浮不起直接作用，但物料顆粒仍然能被懸浮輸送，這是因為在氣流水平動力的作用下，產(chǎn)生了以下幾種懸浮力來對抗重力，如圖所示，從而使物料被懸浮。
1.垂直方向上的分速度產(chǎn)生的作用力（圖1）。
2.處在管底的物料顆粒，其上下部因速度不同形成的靜壓差而產(chǎn)生的作用力。（圖2）。
3.物料顆粒周圍的環(huán)流與管內(nèi)氣流共同作用形成的升力（圖3）。貼近管底的物料，在氣流的推動下向前滾動，由于流體具有粘性，顆粒周圍的空氣便被帶動，形成環(huán)流。顆粒上部的環(huán)流與氣流的速度方向相同，疊加后速度增大；顆粒下部的環(huán)流與氣流的速度方面相反，疊加后速度減??；這樣，顆粒的上下部因速度不同而產(chǎn)生靜壓差，從而產(chǎn)生對顆粒的升力。
4.顆粒的形狀不規(guī)則，受到的推力在垂直方向的分力（圖4）。
5.顆粒相互間或與管壁碰撞受到的反作用力在垂直方向的分力（圖5）。
在上述懸浮力的共同作用下，物料在水平管道中懸浮并隨氣流被輸送。
在水平輸料管中，物料顆粒群受管道內(nèi)氣流速度大小的影響，呈現(xiàn)以下六種運動狀。
1.懸浮流：管道內(nèi)輸送氣流的速度較大時，物料基本上處于均勻分布狀態(tài)，物料顆粒在氣流中呈懸浮狀態(tài)輸送。
2.底密流：管道內(nèi)輸送氣流的速度減小時，越接近管底處，物料的分布越密集，但沒有出現(xiàn)停滯。物料顆粒一面作不規(guī)則的旋轉(zhuǎn)、碰撞，一面被向前輸送。
3.疏密流：管道內(nèi)輸送氣流的速度進一步減小時，物料在水平管道內(nèi)呈疏密不均勻的流動狀態(tài)，部分物料顆粒在管底滑動，但沒有停滯。
4.停滯流：隨著管道內(nèi)輸送氣流的速度再次減小，大部分的物料顆粒失去被氣流的懸浮，停滯在管道底部。此時，管道的局部區(qū)段因物料積聚而使管內(nèi)斷面變小，氣流速度在該區(qū)段增大，使停滯的物料重新被吹走，形成停滯、積聚、吹走相互交替的不穩(wěn)定輸送狀態(tài)。
5.部分流：管道內(nèi)輸送氣流的速度過小時，氣流就失去對物料的懸浮能力，物料顆粒堆積在管底，氣流在上部流動。堆積的物料表面，有部分顆粒在氣流的作用下作不規(guī)則的移動，同時堆積層也隨著時間作沙丘移動似的流動。
6.柱塞流：當部分流也不能實現(xiàn)時，管道即被堵塞，物料呈柱狀間隔充滿管道。由于物料柱前后的壓縮空氣存在壓力差，物料就依靠靜壓差的推動而被輸送。
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氣力輸送機（吸糧機）的基本原理
來源：環(huán)球糧機網(wǎng)發(fā)布時間：2015-05-22 21:57:44
