粉体エアコンプレッサの搬送用ガス量計算

粉体エアコンプレッサが輸送するガス量の計算は材料特性、輸送距離、配管パラメータとプロセス要求を総合的に考慮する必要があり、以下は重要な計算手順とコアパラメータ分析である

一、基礎パラメータの確定

1. 輸送能力 (質量流量)
   • 生産需要に基づいて単位時間内に輸送する粉体の品質 (例えばトン/時間) を確定し、m (単位: kg/h) と記録する。
   • 例: 1時間に5トンの粉体を送る必要がある場合、m = 5000kg/h。
2. 粉体堆積密度(& rho;b)
   • 粉体の自然堆積状態での密度 (単位: kg/m & sup3;) は、実験や材料マニュアルで入手する必要がある。
   • キーポイント: 堆積密度は輸送管路中の粉体の体積占有率に影響し、さらに空気輸送効率に影響する。
3. 固気比(μ)
   • 粉体の質量と気体の質量の比 (単位: kg粉体/kg空気) は、輸送濃度を反映する。
   • 範囲: 希相輸送は通常1 & simである10、密相輸送は10 & simに達する50。
   • 選択の根拠: 粉体流動性、配管長さ及び圧力損失要求。

二、ガス体積流量計算

1. 理論体積流量(Q理論)

   • 質量流量と固気比に基づいて必要なガス質量流量を計算する:

Mガス = μ m

• 空気密度を & rhoと仮定するガス (標準状態では約1.225kg/m3) は、理論体積流量は次の通りである

Q理論 = & rho; ガスmガス = μ & sdot;& rho; ガスm

• 単位変換: 単位がm3/minであれば、Q理論 = 60 & sdot; Μ & sdot;& rho; ガスm。

2. 実際の体積流量(Q実際)

   • 配管漏れ、バルブ損失などの要素を考慮して、安全係数Kを導入する必要がある (通常は1.1 & simを取る)。1.3):

Q実際 = K & sdot;Q理論

• キーポイント安全係数はシステムの密封性、輸送距離及び粉体の特性によって調整する必要があります。

三、搬送圧力と圧縮機の選定

1. 搬送圧力 (P)
   • 配管抵抗を克服し、高さと端末設備抵抗を高める必要があり、通常は経験式や実験で確定する。
   • 計算の簡略化:
     • 水平パイプ圧力損失 & デルタ; Pレベル & prop;DL & sdot;v2 & sdot;& rho;混合 (Lは管長、vは流量、Dは管径、 & rho;混合は混合密度)。
     • 垂直リフト圧力 & デルタ; P垂直 = & rho; ミックス & sdot;g & sdot;h(hはリフト高さ)。
   • 総圧力: P = P大気 & デルタ; P水平 & デルタ; P垂直 & デルタ; Pターミナル。
2. コンプレッサー排気量(Qコンプレッサー)

   • 圧縮後のガス体積の変化を考慮する必要があります。

Qコンプレッサー = P排気Q実 & sdot;P吸気

• 仮定の簡略化: 吸気圧力が大気圧P大気、排気圧力がPの場合:

Qコンプレッサー = Q実 & sdot;PP大気

• 単位統一: 圧力単位が一致していることを確認します (barやMPaなど)。

四、キーパラメータ最適化提案

1. 固気比選択
   • 高固ガス比はガス使用量を減らすことができるが、より高圧力とより複雑な設備 (回転弁、発送タンクなど) が必要である。
   • 低固気比はシステムを簡素化するが、エネルギー消費量が高く、経済性と効率をバランスさせる必要がある。
2. 流量コントロール
   • 粉体の搬送速度は通常10 & simである30m/sは、堆積 (流量が低すぎる) や過度の摩耗 (流量が高すぎる) を避ける必要がある。
   • 計算の参考: パイプ径Dと体積流量Qによると、流速v = & pi;D24Q。
3. 配管設計
   • エルボ、バルブなどの局所抵抗素子を減らし、圧力損失を低減する。
   • 管径の選択は、流量と圧力損失を両立させる必要があり、通常は反復計算で最適値を決定する。

五、まとめ式

粉体エアコンプレッサの搬送に必要な空気量 (圧縮機排気量) の簡略計算式は次の通りである

Qコンプレッサー = 60 & sdot; Μ & sdot;& rho; ガス & sdot;Pm & sdot;K & sdot;P大気

パラメータの説明:

• M: 粉体質量流量(kg/h)
• K:安全係数 (1.1 ~ 1.3)
• Μ: 固気比(kg粉体/kg空気)
• & Rho; ガス: 空気密度(kg/m & sup3;);
• P: 輸送圧力 (絶対圧力、単位はP大気と一致しなければならない)
• P大気: 大気圧 (通常は1 bar)。

注意事項:

• 実際の計算は粉体の特性 (粒度、湿度、流動性など) に合わせて修正する必要がある
• 複雑なシステムはCFDシミュレーションや実験でパラメータ選択を検証することを推奨する。