如何計算氣力輸送系統的輸送量？

如何計算氣力輸送系統的輸送量？真空輸送系統，自動輸送設備

計算氣力輸送系統的輸送量需要結合物料特性、氣流參數及系統設計參數，通常通過 **理論公式計算** 或 **經驗參數估算**，以下是具體方法和步驟：

 ### **一、核心計算公式：基于氣固比（G/S）的質量流量

** #### 1. **基本定義** - **氣固比（G/S）**：單位時間內輸送的物料質量（G，kg/h）與空氣質量（S，kg/h）的比值，即 \( G/S = \frac{G}{S} \)。 - **空氣質量流量（S）

**：由空氣體積流量（\( Q_m \), m3/h）和空氣密度（\( \rho_a \), kg/m3）

計算，即 \( S = Q_m \cdot \rho_a \)。 

 #### 2. **輸送量（G）計算公式** \[ G = (G/S) \cdot S = (G/S) \cdot Q_m \cdot \rho_a \] 或通過 **體積濃度（C_v）** 計算（適用于稀相輸送，物料懸浮時體積占比）： \[ G = C_v \cdot Q_m \cdot \rho_s \] 其中： - \( \rho_s \) 為物料的堆積密度（kg/m3，需考慮顆粒間空隙，通常小于真實密度）；

 - \( C_v \) 為體積濃度（一般稀相 \( C_v = 0.1 \~ 0.3 \)，

密相 \( C_v = 0.4 \~ 0.8 \)）。

 ### **二、分步驟計算方法** 

#### **步驟1：確定關鍵參數** 1. **物料參數** - 真實密度（\( \rho_p \), kg/m3）：如PVC顆粒約1400 kg/m3； - 堆積密度（\( \rho_s \), kg/m3）

：通常為真實密度的60%~80%（如PVC顆粒堆積密度約800~1000 kg/m3）；

 - 粒徑（d，mm）：影響懸浮速度（氣速下限）和濃度。

 2. **氣流參數** - 空氣體積流量（\( Q_m \), m3/h）：

由風機或壓縮機額定流量確定，或通過管徑與氣速計算： \[ Q_m = 3600 \cdot v \cdot \frac{\pi d^2}{4} \] 其中 \( v \) 為管道內氣速（m/s，稀相15~30m/s，密相5~15m/s），\( d \) 為管道內徑（m）。

 - 空氣密度（\( \rho_a \), kg/m3）：標準工況（20℃, 1atm）下約1.2 kg/m3，

高壓時需修正（\( \rho_a = \frac{P}{P_0} \cdot 1.2 \)，\( P \) 為**壓力，bar）

。 3. **系統設計參數** - 氣固比（G/S）：根據物料特性選取（如塑料顆粒稀相輸送G/S=5~20，密相G/S=20~100）；

 - 體積濃度（C_v）：或通過 **固氣比（R）** 換算，\( R = \frac{G}{S} = \frac{C_v \cdot \rho_s}{\rho_a} \)。 

 #### **步驟2：計算輸送量（質量流量，kg/h）

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

 **示例**： 輸送PE顆粒，選用稀相正壓系統，\( Q_m = 200 m3/h \)，\( \rho_a = 1.2 kg/m3 \)，G/S=10，則： \[ G = 10 \times 200 \times 1.2 = 2400 kg/h \] 

 - **方法2：基于體積濃度（C_v）** \[ G = C_v \cdot Q_m \cdot \rho_s \] 

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

 #### **步驟3：修正實際工況影響** 1. **壓力與溫度修正** - 高壓輸送（如密相）時，

空氣密度隨壓力升高而增大，需用實際工況密度： \[ \rho_a = \frac{P}{P_0} \cdot \rho_{a0} \cdot \frac{T_0}{T} \] （\( P_0=1 \text{bar}, T_0=293K, \rho_{a0}=1.2kg/m3 \)，\( P \) 為**壓力，\( T \) 為**溫度）。

 2. **管道泄漏與壓降** - 長距離輸送時，管道壓降導致末端氣速下降，需預留10%~20%的流量裕量。

 3. **物料特性修正** - 易結塊或流動性差的物料（如潮濕粉末），需降低濃度（C_v或G/S），避免堵塞。

 ### **三、工程經驗法：參考行業參數** #### 1. **按物料類型估算氣固比** | **物料類型** | 稀相輸送（G/S） | 密相輸送（G/S） | |--------------------|-----------------|-----------------| | 塑料顆粒（PE/PP） | 5~20 | 20~50 | | 塑料粉末（PVC/ABS）| 3~15 | 15~80 | | 礦物粉末（碳酸鈣） | 2~10 | 10~100 | 

#### 2. **通過設備額定參數反推** - **羅茨風機/真空泵**：額定流量（m3/min）× 60 × 氣固比 × 空氣密度 = 輸送量（kg/h）； - **倉式泵（密相）**：單泵容積 × 填充率 × 堆積密度 × 每小時循環次數（需考慮卸料時間）。

 ### **四、注意事項** 1. ***大輸送量限制** - 受限于 **懸浮速度**：

氣速需大于物料*小懸浮速度（如5mm顆粒約10m/s，1mm粉末約20m/s），否則物料沉積堵塞； 

 - 受限于 **管道壓力**：正壓系統*大壓力通常1.0MPa，負壓系統*大真空度約-0.09MPa，需確保壓力滿足輸送距離和高度需求。 2. **試驗驗證** - 對新物料或復雜工況，

建議通過 **小試裝置** 實測輸送量，記錄不同氣速、壓力下的穩定輸送狀態，反推*佳G/S或C_v。 3. **自動化控制** - 實際應用中，

通過 **質量流量計** 或 **料位傳感器** 實時監測輸送量，

結合PLC自動調整風機頻率或補氣量，確保穩定運行。 

 ### **總結：計算流程** 1. 確定物料堆積密度（

\( \rho_s \)）和目標氣速（\( v \)）；

 2. 計算空氣體積流量（\( Q_m \)）或根據設備額定流量取值；

 3. 選取合適的氣固比（G/S）或體積濃度（C_v）；

 4. 代入公式計算理論輸送量（kg/h）； 

 5. 修正壓力、溫度、物料特性等實際工況影響；

 6. 通過試驗或行業經驗驗證結果，調整參數直至匹配需求。 通過以上方法，

可快速估算氣力輸送系統的輸送量，并為設備選型（如風機、管道尺寸）提供依據。