Analyse expérimentale des performances de transmission pneumatique sous différents gradients de pression

DansSystèmes de transmission pneumatique, le gradient de pression est un paramètre critique qui décrit l'état d'écoulement du gaz et des particules solides dans les pipelines. Il reflète directement la consommation d'énergie requise pour surmonter la résistance pendant le transport et a un impact significatif sur l'efficacité, la stabilité et la rentabilité. Par conséquent, des recherches approfondies sur les performances du système sous différents gradients de pression sont essentielles pour optimiser la conception, améliorer l'efficacité opérationnelle, réduire la consommation d'énergie et minimiser la perte de matériaux. Cet article présente une analyse expérimentale de la façon dont les variations de gradient de pression influencent les performances de transmission pneumatique.

Fondamentaux du gradient pneumatique de transmission et de pression

Comment fonctionne la transmission pneumatique

Systèmes de transmission pneumatiqueUtilisez principalement l'équipement de la source d'air (par exemple, les soufflantes, les compresseurs) pour générer un flux d'air à grande vitesse, propulsant des matériaux granulaires à travers des pipelines fermés. Sur la base du rapport solide et de la vitesse d'écoulement, la transmission pneumatique est classée en deux types principaux:

• Transport en phase diluée: faible rapport gazeux solide, vitesse du gaz élevée, particules en suspension dans le flux d'air. Idéal pour le transfert de matériaux à courte distance et à faible densité.
• Transport en phase dense: rapport solide à gaz solide, vitesse du gaz plus faible, les particules se déplacent dans des bouchons ou des couches. Convient pour les matériaux longue distance, élevée ou fragile / abrasif.

Gradient de pression et son importance

Le gradient de pression (mesuré en PA / M ou KPA / m) fait référence au changement de pression par unité de longueur du pipeline. Dans la transmission pneumatique, il indique la perte d'énergie due à la frottement, à la gravité et à la résistance à l'accélération.

Impacts clés du gradient de pression:

• Consommation d'énergie: les gradients plus élevés nécessitent plus de puissance des soufflantes / compresseurs.
• Stabilité du débit: les gradients optimaux garantissent un débit stable (par exemple, flux de bougie en phase dense). Trop bas → colmatage; Trop élevé → Usure excessive et déchets d'énergie.
• Capacité de transport: Dans une certaine plage, l'augmentation du gradient améliore le débit du matériau.
• Dommages aux matériaux et au pipeline: les gradients excessifs augmentent la rupture des particules et l'usure du pipeline.

Méthodes expérimentales et métriques de performance

Configuration expérimentale

Une plate-forme d'essai de transmission pneumatique typique comprend:

1. Alimentation aérienne (soufflantes, compresseurs)
2. Système d'alimentation (mangeoires à vis, vannes rotatives)
3. Pipeline de transport (transparent pour l'observation de l'écoulement)
4. Séparateur à gaz solide (cyclones, filtres à sac)
5. Pesée et collecte (le débit de matériau de mesure)
6. Capteurs et système DAQ:

• Transducteurs de pression (gradients locaux / globaux)
• Débitmètres (volume de gaz)
• Mesure de vitesse (LDV, PIV)
• Capteurs de température

Indicateurs de performance clés

• Chute de pression totale (Δp ) = phase gazeuse (Δp
• Gradient de pression (ΔP / L) - Paramètre central (PA / M)
• Débit massique solide (m _{s ) - kg / s ou t / h}
• Rapport solide-gaz (μ) = m _{s / m g}
• Consommation d'énergie (e) = entrée d'alimentation / m _s
• Breakage des particules et taux d'usure des pipelines

Résultats expérimentaux clés

1. Gradient de pression par rapport à la capacité de transmission

• L'augmentation du gradient (via une vitesse de gaz plus élevée / charge solide) augmente le débit du matériau, mais non linéaire.
• Exemple: pour les pastilles en plastique de 2 mm dans un tuyau de 100 mm, le relèvement de ΔP / L de 100 à 300 pa / m a augmenté le débit de 0,5 à 2 t / h. D'autres augmentations ont donné des rendements décroissants.

       2. Transitions de régime d'écoulement

• Phase diluée: les gradients faibles risquent de régler les particules; Les gradients optimaux garantissent une suspension stable.
• Phase dense: les gradients inférieurs à 150 PA / m ont provoqué le colmatage; 250–350 PA / M Flow STABLE STRABLE; > 450 PA / M perturbés des bouchons sur un flux dilué.

       3. Compromis d'efficacité énergétique

• Une courbe en U relie le gradient (ΔP / L) et la consommation d'énergie (E).
• Exemple: Un système à longue distance a atteint une consommation d'énergie minimale (5 kWh / T) à ΔP / L = 50 kPa.
  
  

       4. Usure des matériaux et des pipelines

• Des gradients élevés (par exemple, 400 contre 200 pa / m) une rupture de perles de verre doublé (0,5% → 2,5%) et une usure de tuyau.

       5. Surveillance de la stabilité

• Fluctuations de pression (analyse FFT) Instabilité du signal (par exemple, colmatage du risque).

Insignes d'optimisation de l'ingénierie

1. Conception et sélection: Faire correspondre les plages du gradient aux propriétés des matériaux (densité, abrasivité) et les exigences de distance / hauteur.
2. Taping opérationnel: ajustez les taux d'air / alimentation pour maintenir ΔP / L dans le "point idéal" pour l'efficacité.
3. Contrôle intelligent: capteurs IoT + boucles PID pilotées par AI pour l'optimisation du gradient en temps réel.
4. Antartigation d'usure: utilisez des tuyaux en céramique ou des virages renforcés pour les matériaux abrasifs.
5. Réglages spécifiques au matériau: ajouter des aides à l'écoulement ou modifier la rugosité du tuyau pour modifier les besoins du gradient.

Conclusion et perspectives futures

Cette analyse expérimentale montre comment les gradients de pression influencent de manière critique l'efficacité de transmission pneumatique, la stabilité et le coût. Les progrès futurs dans le contrôle prédictif alimenté par l'IA et les systèmes adaptatifs en temps réel promettent une optimisation plus approfondie, ce qui stimule des solutions de transmission industrielles plus vertes et plus intelligentes.

À propos de Yinchi

Shandong Yinchi Environmental Protection Equipment Co., Ltd.(Yinchi) est spécialisé dansSystèmes de transmission pneumatiqueet des solutions de manutention des matériaux en vrac. Nos conceptions axées sur la R&D garantissent des performances à faible teneur en énergie et à faible teneur en matière de monnaie dans les industries.

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