选粉机设计基础全参数资料.doc

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1、选粉机设计实用参考资料一、气固两相流力学基础1.颗粒在静止流体的沉降：颗粒在静止流体自由沉降时，不仅受到重力，而且还受到浮力和阻力的作用。在工业生产过程中，所处理的颗粒一般是比较小的，在整个降落过程基本上看着是以匀速uo进行的。所以一般情况下，研究沉降速度问题时，是不考虑加速阶段的。颗粒作匀速运动，降落速度u等于颗粒的沉降速度uo，计算公式为：uo={[4gdp(ρp-ρ)]/3ρξ}-2……（沉降速度计算基本公式）式中uo——球形颗粒自由沉降速度，m/s；dp——球形颗粒直径，m；g——重力加速度，m/s2；ρ

2、p————颗粒密度，kg/m3；ρ——流体密度，kg/m3；ξ——阻力系数，无因次，ξ=8/π×f(Rep),颗粒雷诺数Rep=dpuoρ/μ；μ——流体粘度，Pa.s。当Rep＜1时，流体属层流时，则得：uo=[dp2(ρp-ρ)g]/18μ此式适用于层流时球形颗粒的自由沉降速度计算，称为斯托克斯（Stokes）公式；当1＜Rep＜10000时，流体属过渡流时，则得：uo=0.2{[(ρp-ρ)/ρ]g}0.73×dp1.18/(μ/ρ)0.45此式适用于过渡流时球形颗粒的自由沉降速度计算，称为阿纶（Allen

3、）公式；当10000＜Rep＜2×105时，流体属踹流时，则得：uo=1.74{[(ρp-ρ)/ρ]g}0.5×dp0.5此式适用于踹流时球形颗粒的自由沉降速度计算，称为牛顿（Newton）公式。颗粒在静止流体的沉降速度计算实例：例1：求直径为30μm的球形石英颗粒，在20℃的空气中的沉降速度，石英颗粒的密度为2650kg/cm3。解：标准状态下空气的密度为1.293kg/cm3。故20℃时，空气的密度为ρ=1.293×[273/(273+20)]=1.205kg/cm3。而粘度为0.0185×10-3Pa.s。

4、假设为层流区，由斯托克斯公式则得：uo=[dp2(ρp-ρ)g]/18μ=dp2ρpg/18μ=[(30×10-6)2×2650×9.8]/[18×0.0185×10-3]=0.0702m/s（空气密度ρ相对较小，忽略不计）进行复核：Rep=dpuoρ/μ=(30×10-6×0.0702×1.205)/0.0185×10-3=0.137＜1故沉降遵从斯托克斯公式。本题解也可先求出颗粒沉降的临界直径，以确定应该使用哪一个计算沉降速度的公式。层流区与过渡区的临界直径，亦即斯托克斯公式所能适用的，当Rep=1时的最大直

5、径：dpmax=2.62{μ2/[(ρp-ρ).ρ.g]}-3=2.62{(0.0185×10-3)2/[(2650-1.205)×1.205×9.8]}-3=2.62×2.22×10-5=58.2(μm)已知颗粒的直径（30μm）较临界直径为小，即可用斯托克斯公式求沉降速度。例2：求直径为80μm的玻璃球在20℃的水中的沉降速度，已知玻璃球密度为ρp=2500kg/cm3，水的密度ρ=1000kg/cm3，水在20℃时的粘度μ=0.001Pa.s。解：①可以用图解法求解：查图10.8以判断此系统的流态，再计算查

6、图得到uo;②用公式计算法计算：设为层流区，由斯托克斯公式则得：uo=dp2(ρp-ρ)g/18μ=[(80×10-6)2×(2500-1000)×9.8]/(18×0.001)=5.23×10-3(m/s)以上计算是根据光滑球形颗粒导出，但实际情况复杂得多，要比较准确计算，需要通过大量实验得出经验系数对沉降速度加以修正。2.颗粒在垂直流动的流体并在重力作用下的运动：设流体对于固定空间以匀速度uf向上运动，处于流体中的颗粒在重力作用下对于固定空间以速度up运动，则颗粒对于流体的相对运动速度u将为：u=up+uf颗

7、粒在垂直流动的流体受到重力和摩擦力的作用，经过一定时间后，两力会达到平衡，u=uo则得到up=uo-uf因此，颗粒受到重力的作用在垂直方向上流动的流体运动时，经过若干时间后，当流体的摩擦力等于颗粒在流体中的剩余重力时，则颗粒作匀速运动。此时，颗粒对于流体的相对运动速度u是一个定值，其值大小将与其在静止的同一种流体沉降速度相等，而颗粒的绝对速度up则等于此值与流体速度之差。当流体速度uf等于定值uo，则up=0，颗粒将停留在空间不动。出现这种情况的流体速度称为对于该尺寸颗粒的悬浮速度。悬浮速度在数值上与该颗粒在静止

8、流体的沉降速度相等。当uf＞uo时，up为负值，则颗粒运动方向与流体一致，向上沉降。当uf＜uo时，up为正值，则颗粒运动方向与流体相反，向下沉降。（适用于固硫剂CaCO3粉在垂直管道在输送的同时，计算让≥1mm颗粒向下沉降回到破碎机再粉碎）下面是常用的惯性式和重力式分离器：膨胀仓是惯性式分离器的一种形式。它与气力提升泵配套使用，当物料气流沿输料管3进入膨胀仓1时，由于体