对影响气固喷射器性能的几个参数的总结与分析

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1、Vol.34、No・1Jan.,2003对影响气喷射器性能的几个参数的总结与分析锅炉技术BOILERTECHNOLOGY文章编号：CN31一1508(2003)01一0016-04徐大伟I，卢平S钟文琪3,宋占龙3熊源泉I（1.中国水利电力物资总公司管道开发部，北京100053;2.南京师范大学热动力工程学院，江苏南京210042;3.东南大学洁净煤燃烧与发电技术教育部重点实验室，江苏南京210096）尖键词：气固喷射器；固气比；性能摘要：分析了喷嘴出口射流速度、喉彎H、混合管段尺寸及背压等参数对气固喷射器性能的影响，结果表明:存

2、在最佳的喷嘴出口射流速度、喉嘴距以及喉管长与其内径之比使得固气比达到最大值;而背压的增加则不利于提高喷射器性能。中图分类号：TK223.25文献标识码：B0前言气固喷射器是利用高速气流的动能来输送粉粒体的一种供料装置。它的基本结构如图1所示,由料斗、□耕、接§室、混餌殳（喉管）、扌熾段以及气力输送管路所组成。有些气固喷射器由于特殊使用条件而没有混合段，如图2所示。气固喷射器的工作原理如下:一定压力水平的工作介质（通常为压缩空气）流经渐缩型喷嘴以后，形成高速射流。该射流在前进过程中对接受室内的气体产生卷吸和携带作用，因而在接受室内形

3、成一定的负压（一般为980〜1960Pa）«这样，料斗和接受室之间就形成一定的压差，物料便在此压差作用下进入接受室,并在气体射流的卷吸和携带作用下进入混合管段。在混合管段，气固两相进一步混合均匀，尔后经扩散段增压之后进入气力输送管路。从以上的原理分析和众多的运用实践我们可以总结出气固喷射器具有如下的优点：（1）同时具备负压式供料器易进料和正压输送末端气固两相易分离的特点；（2）构成气固喷射器的组件结构简单，加工容易，成本较低；（3）没有传动部件，因而工作可靠，维修方便；（4）固体物料输送的速度较高，且呈分散状态，连续性好。基于上述

4、的特点，气固喷射器在能源、建材、化L、舫空、铸造等领域得到了广泛的应用。尤其在能源领域，气固喷射器特别适合用于锅炉燃料供纟合,实现煤粉均匀、t腿、连续的n贲入以及灰渣的远距离输送。图1气・固喷射器的基本结构及参数1-料•斗;2-喷嘴;3-接受室;4■喉管;5-扌广散段;6-输送管路图2不带混合段的气-固喷射器虽然气固喷射器在众多工业领域得到了广泛应用，但矣于气固喷射器的理论研究一直处于相对滞后状态。原因在于气固两相流固有的复杂性使得气固两相流的理论发展缓慢，同时测试手段和测试仪器的不完善也使气固喷射器的理论研究遇到了很大的困难。因

5、而目前所发表的矢于气固喷射器的资料更多以试验研究为主。收稿日期：2001-12-14作者简介：徐大伟（1976尢男，河南人，硕士，毕业于东南大学热能工程研究所，现为屮国水利电力物资有限公司管道开发部项目经理。本文的主要目的，在于通过分析国内外的一些试验资料，对影响气固喷射器性能的儿个重要参数进行定性和定量的分析，为进一步研究气固喷射器提供研究方向和素材。研究，获得了较好的试验结果。表1为Bohnet试验所测得的不同射流速度必时，二次气体（指从物料进口进入气力输送系统的外界气体）吸入量的变化情况。1对影响气固喷射器性能的几个参数的讨

6、论气固喷射器的结构参数和工作运行参数都会对其性能产生直接的影响。这种影响可以直观的从固气比加（指固体物料与气体射流质量流量之比）的变化中反映出来。在这里，我们所主要讨论的结构参数为：⑴喉嘴距S（扌旨喷嘴和喉管入□间的距离）。⑵喉管长入与其内径dm之比/m/亦。所要论及的工作运行参数为喷嘴出口射流速图4梁译远所得出的如与汝的为系曲线度妳和气力输送终点处的背压內。文中所涉及的其他参数包括：喷嘴内径dn，喉部入口收缩角2。和扩散段的扩张角级参见图1。1.1喷嘴出口射流速度气比m的影响喷嘴出口处气体射流的动能是固体物料得以顺利输送的动力来

7、源。显然，如果该速度过小，以至于固体颗粒沉积于喷射器内，气力输送就无法正常进行，当然此吋固气比加=0。但如果增大射流速度，是否意味着能够增大固气比m呢？日本学者上注具贞针®对图2形式的气固喷射器研究了刃随-的变化情况，所得的试验结果如图3所示。从中我们可以看到也先是随“n增加而增加，尔后随“n的增加而呈现递减7r射流速度Wn（m/s）二次气体吸人量（kg/s）199.04+0.009716&74+0.0060141.80+0.()005127.67-0.(X)l0110.47-0.0043105.02-0.0()4799.19・0

8、.0047注：“+”表示外界气体被吸入;J”表示内部气体逸出V淇他表1Bohnet测得的射流速度Un与二次气体吸入量之间的矢系条件:=20mm,dm=33.3mm:物料:聚乙烯颗粒;粒径:3mm;物細•质量流量：0.08kg/s。0.40.50.6