さまざまな圧力勾配下での空気圧搬送パフォーマンスの実験分析

2025-06-19

で空気圧搬送システム、圧力勾配は、パイプライン内のガスと固体粒子の流れ状態を記述する重要なパラメーターです。それは、伝達中に耐性を克服するために必要なエネルギー消費を直接反映し、効率、安定性、および費用対効果に大きな影響を与えます。したがって、さまざまな圧力勾配下でのシステム性能に関する詳細な研究は、設計を最適化し、運用効率の改善、エネルギー消費の削減、材料の損失を最小限に抑えるために不可欠です。この記事では、圧力勾配の変動が空気圧の伝達性能にどのように影響するかについての実験分析を示します。

空気圧搬送と圧力勾配の基礎

空気圧係数がどのように機能するか

空気圧搬送システム主に空気源機器（ブロワー、コンプレッサーなど）を使用して、高速エアフローを生成し、囲まれたパイプラインを通して粒状材料を推進します。固形ガス比とフロー速度に基づいて、空気圧誘発は2つの主要なタイプに分類されます。

希釈相の搬送：低固形ガス比、高ガス速度、気流に懸濁した粒子。短距離、低密度の材料移動に最適です。
密な相搬送：高ソリッドガス比、ガス速度が低く、粒子がプラグまたは層に移動します。長距離、大容量、または壊れやすい/研磨材に適しています。

圧力勾配とその重要性

圧力勾配（PA/MまたはKPA/Mで測定）は、単位パイプラインの長さごとの圧力変化を指します。空気圧搬送では、摩擦、重力、加速抵抗によるエネルギー損失を示します。

圧力勾配の重要な影響：

エネルギー消費：より高い勾配には、ブロワー/コンプレッサーからの電力が増えます。
流れの安定性：最適な勾配は、安定した流れ（密度相プラグの流れなど）を確保します。低すぎる→目詰まり。高すぎる→過度の摩耗とエネルギー廃棄物。
容量の伝達：特定の範囲内で、勾配を増やすと材料のスループットが強化されます。
材料とパイプラインの損傷：過度の勾配が粒子の破損とパイプラインの摩耗を増加させます。

実験方法とパフォーマンスメトリック

実験セットアップ

典型的な空気圧搬送試験装置には次のものが含まれます。

空気供給（ブロワー、コンプレッサー）
給餌システム（ネジ供給器、ロータリーバルブ）
パイプラインの伝達（流れの観察のための透明）
ガス硬化分離器（サイクロン、バッグフィルター）
計量＆コレクション（材料スループットの測定）
センサーとDAQシステム：

圧力トランスデューサー（ローカル/グローバル勾配）
フローメーター（ガス量）
速度測定（LDV、PIV）
温度センサー

キーパフォーマンスインジケーター

総圧力低下（Δp_合計）=気相（Δp_g） +固相（Δp_s）
圧力勾配（ΔP/L） - コアパラメーター（PA/M）
固体質量流量（M _s） - kg/sまたはt/h
ソリッドガス比（μ）= m _s/m _g
エネルギー消費（e）=電力入力 / m _{s < / sub>}
粒子の破損とパイプラインの摩耗率

主要な実験所見

圧力勾配と運搬能力

増加する勾配（より高いガス速度/固体負荷を介して）は、材料のスループットを高めますが、非線形になります。
例：100mmパイプ内の2mmプラスチックペレットの場合、ΔP/Lを100から300 PA/Mに上げると、スループットが0.5から2 t/hに増加しました。さらに増加すると、リターンが減少しました。