如何计算气力输送系统的输送量？

如何计算气力输送系统的输送量？真空输送系统，自动输送设备

计算气力输送系统的输送量需要结合物料特性、气流参数及系统设计参数，通常通过 **理论公式计算** 或 **经验参数估算**，以下是具体方法和步骤：

 ### **一、核心计算公式：基于气固比（G/S）的质量流量

** #### 1. **基本定义** - **气固比（G/S）**：单位时间内输送的物料质量（G，kg/h）与空气质量（S，kg/h）的比值，即 \( G/S = \frac{G}{S} \)。 - **空气质量流量（S）

**：由空气体积流量（\( Q_m \), m³/h）和空气密度（\( \rho_a \), kg/m³）

计算，即 \( S = Q_m \cdot \rho_a \)。 

 #### 2. **输送量（G）计算公式** \[ G = (G/S) \cdot S = (G/S) \cdot Q_m \cdot \rho_a \] 或通过 **体积浓度（C_v）** 计算（适用于稀相输送，物料悬浮时体积占比）： \[ G = C_v \cdot Q_m \cdot \rho_s \] 其中： - \( \rho_s \) 为物料的堆积密度（kg/m³，需考虑颗粒间空隙，通常小于真实密度）；

 - \( C_v \) 为体积浓度（一般稀相 \( C_v = 0.1 \~ 0.3 \)，

密相 \( C_v = 0.4 \~ 0.8 \)）。

 ### **二、分步骤计算方法** 

#### **步骤1：确定关键参数** 1. **物料参数** - 真实密度（\( \rho_p \), kg/m³）：如PVC颗粒约1400 kg/m³； - 堆积密度（\( \rho_s \), kg/m³）

：通常为真实密度的60%~80%（如PVC颗粒堆积密度约800~1000 kg/m³）；

 - 粒径（d，mm）：影响悬浮速度（气速下限）和浓度。

 2. **气流参数** - 空气体积流量（\( Q_m \), m³/h）：

由风机或压缩机额定流量确定，或通过管径与气速计算： \[ Q_m = 3600 \cdot v \cdot \frac{\pi d^2}{4} \] 其中 \( v \) 为管道内气速（m/s，稀相15~30m/s，密相5~15m/s），\( d \) 为管道内径（m）。

 - 空气密度（\( \rho_a \), kg/m³）：标准工况（20℃, 1atm）下约1.2 kg/m³，

高压时需修正（\( \rho_a = \frac{P}{P_0} \cdot 1.2 \)，\( P \) 为**压力，bar）

。 3. **系统设计参数** - 气固比（G/S）：根据物料特性选取（如塑料颗粒稀相输送G/S=5~20，密相G/S=20~100）；

 - 体积浓度（C_v）：或通过 **固气比（R）** 换算，\( R = \frac{G}{S} = \frac{C_v \cdot \rho_s}{\rho_a} \)。 

 #### **步骤2：计算输送量（质量流量，kg/h）

** - **方法1：基于气固比（G/S）** \[ G = (G/S) \cdot Q_m \cdot \rho_a \] 

 **示例**： 输送PE颗粒，选用稀相正压系统，\( Q_m = 200 m³/h \)，\( \rho_a = 1.2 kg/m³ \)，G/S=10，则： \[ G = 10 \times 200 \times 1.2 = 2400 kg/h \] 

 - **方法2：基于体积浓度（C_v）** \[ G = C_v \cdot Q_m \cdot \rho_s \] 

 **示例**： 输送PVC粉末，密相输送，\( C_v = 0.6 \)，\( Q_m = 100 m³/h \)，\( \rho_s = 900 kg/m³ \)，则： \[ G = 0.6 \times 100 \times 900 = 54000 kg/h = 54 t/h \] 

 #### **步骤3：修正实际工况影响** 1. **压力与温度修正** - 高压输送（如密相）时，

空气密度随压力升高而增大，需用实际工况密度： \[ \rho_a = \frac{P}{P_0} \cdot \rho_{a0} \cdot \frac{T_0}{T} \] （\( P_0=1 \text{bar}, T_0=293K, \rho_{a0}=1.2kg/m³ \)，\( P \) 为**压力，\( T \) 为**温度）。

 2. **管道泄漏与压降** - 长距离输送时，管道压降导致末端气速下降，需预留10%~20%的流量裕量。

 3. **物料特性修正** - 易结块或流动性差的物料（如潮湿粉末），需降低浓度（C_v或G/S），避免堵塞。

 ### **三、工程经验法：参考行业参数** #### 1. **按物料类型估算气固比** | **物料类型** | 稀相输送（G/S） | 密相输送（G/S） | |--------------------|-----------------|-----------------| | 塑料颗粒（PE/PP） | 5~20 | 20~50 | | 塑料粉末（PVC/ABS）| 3~15 | 15~80 | | 矿物粉末（碳酸钙） | 2~10 | 10~100 | 

#### 2. **通过设备额定参数反推** - **罗茨风机/真空泵**：额定流量（m³/min）× 60 × 气固比 × 空气密度 = 输送量（kg/h）； - **仓式泵（密相）**：单泵容积 × 填充率 × 堆积密度 × 每小时循环次数（需考虑卸料时间）。

 ### **四、注意事项** 1. ***大输送量限制** - 受限于 **悬浮速度**：

气速需大于物料*小悬浮速度（如5mm颗粒约10m/s，1mm粉末约20m/s），否则物料沉积堵塞； 

 - 受限于 **管道压力**：正压系统*大压力通常1.0MPa，负压系统*大真空度约-0.09MPa，需确保压力满足输送距离和高度需求。 2. **试验验证** - 对新物料或复杂工况，

建议通过 **小试装置** 实测输送量，记录不同气速、压力下的稳定输送状态，反推*佳G/S或C_v。 3. **自动化控制** - 实际应用中，

通过 **质量流量计** 或 **料位传感器** 实时监测输送量，

结合PLC自动调整风机频率或补气量，确保稳定运行。 

 ### **总结：计算流程** 1. 确定物料堆积密度（

\( \rho_s \)）和目标气速（\( v \)）；

 2. 计算空气体积流量（\( Q_m \)）或根据设备额定流量取值；

 3. 选取合适的气固比（G/S）或体积浓度（C_v）；

 4. 代入公式计算理论输送量（kg/h）； 

 5. 修正压力、温度、物料特性等实际工况影响；

 6. 通过试验或行业经验验证结果，调整参数直至匹配需求。 通过以上方法，

可快速估算气力输送系统的输送量，并为设备选型（如风机、管道尺寸）提供依据。