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氣力輸送系統(tǒng)的管道布置是非常講究科學(xué)的，除了要充分考慮各種物理因素（即壓力，氣流和速度）外，在氣力輸送的多年經(jīng)驗(yàn)中，總結(jié)出了關(guān)于管道布局有關(guān)的一些規(guī)則。一些與管道布局有關(guān)的規(guī)則將貫穿設(shè)施：
1、選擇最直接的路線-最短的距離和最少的彎管
2、避免連續(xù)彎管
3、管道水平或垂直布置-避免傾斜
在氣力輸送系統(tǒng)中，關(guān)于管道傾斜的研究可能是最少的，有時(shí)與其他建議不一致。最直接的管道布線將產(chǎn)生最低的工作壓力和能耗。如果管道有暢通無阻的路徑，則與任何垂直和水平管路相比，傾斜都將更直接。同樣，對(duì)于垂直高度的微小變化，兩個(gè)彎管將需要彼此靠近（背對(duì)背）。解決此問題的方法是在其位置使用傾斜管。由于矛盾是不可避免的，因此邏輯表明較少采用兩種邪惡的方法。無論哪種違規(guī)行為帶來的負(fù)面影響最小，都是首選。難點(diǎn)在于，如果對(duì)斜管的理解不夠清楚，如何評(píng)估這種比較。為了幫助回答這個(gè)問題，
背景技術(shù)
由于沒有兩個(gè)應(yīng)用程序是完全相同的，因此每個(gè)管道系統(tǒng)都將是唯一的，并且具有對(duì)常規(guī)路線進(jìn)行某種程度的自定義的功能，從而避免了障礙物和通往目的地的正確標(biāo)高的首選路徑。通常，由于與鋼之間的相互作用，在水平放置或升高垂直放置時(shí)更容易支撐管道。它們?cè)趫D紙和等軸測圖中的顯示效果也更好，因此設(shè)計(jì)師通常會(huì)傾向于這種做法。但是，遇到障礙物，狹窄空間或高度或方向的細(xì)微變化時(shí)，可能需要采用其他解決方案。細(xì)微的變化（例如3度角）對(duì)氣力輸送系統(tǒng)影響很小，因此該角度必須足夠大以值得特別考慮。可以通過三種方式考慮傾斜管道：
1）水平管上升超過10度*
2）垂直管傾斜超過10度
3）水平管下降超過10度
*閾值角度范圍為7至15度，具體取決于信號(hào)源
首先，我們將處理第一種情況，即水平管以大于10度的角度上升到45度（包括45度）的坡度。在45度以上的坡度從技術(shù)上講將屬于有角度的垂直線的第二類，但是我們可以相信，學(xué)習(xí)將在某種程度上擴(kuò)展到這個(gè)領(lǐng)域。在這兩種情況下，重力都不利于水平或垂直移動(dòng)物料的努力。在垂直布置中，行程與重力直接相反。如果空氣速度高于材料的空氣動(dòng)力學(xué)最終速度，那么它將隨著勢能的升高而升高。在水平布置中，顆粒要么通過產(chǎn)生升力并帶走顆粒（稀相），要么使顆粒擱置在管道底部并克服重量摩擦而間接地與重力相對(duì)。當(dāng)管道傾斜一定角度時(shí)，似乎兩種機(jī)制都在起作用，但是取決于角度和材料特性而不同。在第三種情況下，重力在材料流過管道時(shí)幫助其流動(dòng)。最初，隨著角度變陡，它有助于水平移動(dòng)。最終，傾斜角將大于材料在管壁上的滑動(dòng)角，并且在有或沒有氣流的情況下，材料都會(huì)流動(dòng)。因此，我們可以消除第三種情況（管道下降），而將注意力集中在傾斜管道上。
實(shí)驗(yàn)
創(chuàng)建了一個(gè)實(shí)驗(yàn)來分析傾斜管道與傳統(tǒng)管道布置相比的情況。在圖1中，我們可以看到氣動(dòng)輸送系統(tǒng)的進(jìn)料點(diǎn)，該系統(tǒng)使用了由稱重皮帶進(jìn)料的氣閘。水平移動(dòng)短距離后的管道然后通過兩條路線到達(dá)相同的目的地-其中一條是21度的坡度（50英尺）。通過使用相同的進(jìn)料源并將物料通過相同的連接點(diǎn)并進(jìn)行操作類似地，在系統(tǒng)上，我們也進(jìn)行了比較分析。選擇了四種具有一定密度和粒徑范圍的材料（見圖2）。這些材料可以在稀相，濃相或兩者中進(jìn)行處理。每種情況的目標(biāo)是兩種不同的比率。
除了正常的傳輸數(shù)據(jù)（氣流，壓力，速率）外，沿傳輸線還配備了壓力變送器，以產(chǎn)生更清晰的區(qū)域內(nèi)傳輸損耗。我們可以看到“部分”的總體壓降，其中包括使物料從進(jìn)料點(diǎn)到達(dá)連接點(diǎn)（P1-P3）。為了進(jìn)行比較，傾斜的管子的總長度較短（想想直角三角形的斜邊），而彎頭的角度要少一個(gè)90度。我們還可以看到“段”的壓力，該段等于傾斜的管道或水平的管道（P2-P3）的長度。這樣，我們可以看到不同流量類型的校正因子。
該測試中的密相氣力輸送系統(tǒng)主要是使用連續(xù)密相氣力輸送系統(tǒng)設(shè)備（氣閘進(jìn)料）產(chǎn)生的，以記錄穩(wěn)態(tài)條件?；蛘?，使用間歇密相氣力輸送系統(tǒng)容器與補(bǔ)充的下游空氣注入一起輸送天然糖產(chǎn)品。傳送多批次，并且將每次運(yùn)行的值平均。盡管重要的是要證明傾斜管可用于各種進(jìn)料設(shè)備，但所得數(shù)據(jù)可與其他使用穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。
結(jié)果與分析
一旦收集了數(shù)據(jù)，我們就可以開始更多地了解傾斜管道方法與標(biāo)準(zhǔn)水平/垂直管道的比較方式，以及在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)如何考慮坡度。由于傾斜的輸送管的距離在技術(shù)上比標(biāo)準(zhǔn)距離短（14英尺，少了一個(gè)彎頭），因此可能出現(xiàn)三種情況：
1、凈收益–長度縮短的收益大于使用傾斜的收益
2、空效果–長度較短的好處可以平衡使用傾斜的危害
3、凈損失–傾斜的損失超過了較短長度的好處
各種輸送運(yùn)行的結(jié)果可以在圖3中找到，并在此處按材料進(jìn)行匯總。
玻璃填充顆粒
對(duì)于密相和稀相，“玻璃纖維填充的PE顆?！钡慕孛娼Y(jié)果均為無效。對(duì)于高速率和低速率，在兩種管道布置中均觀察到大約相同的壓降。在分段結(jié)果中，與水平管道相比，傾斜需要2-2.5倍的壓降。密相氣力輸送系統(tǒng)氣流是相同的，而稀相運(yùn)行需要多11-15％的氣流/速度，以使物料有效地向上移動(dòng)（取決于速率）（低速率11％，高速率15％）。定性地，顆粒在密相氣力輸送系統(tǒng)中通過傾斜的部分形成了良好的塊狀形成，幾乎沒有材料沿傾斜滑落。稀釋時(shí)，必須增加氣流以防止物料從懸浮液中掉出。一旦發(fā)生鹽析，系統(tǒng)很難恢復(fù)。
生咖啡豆
為“綠色咖啡豆”的部分研究結(jié)果表明在這兩個(gè)密和稀相凈損害。分段結(jié)果顯示，在密相氣力輸送系統(tǒng)中，傾斜壓力降比水平高4.5倍，在稀相中，傾斜壓力降高2-2.3倍。致密相氣力輸送系統(tǒng)的氣流顯著增加了35-45％，而稀相的氣流僅增加了3-9％。定性地可以看出，在密集階段，豆子會(huì)向下傾斜，這為系統(tǒng)克服了額外的工作。在20度下測量滑動(dòng)角。
植物種子
“植物種子 ”的切片結(jié)果顯示在稀釋階段有凈損害。該段的損耗是等效水平長度的1.2-1.6倍，這對(duì)其本身的影響很小。但是，保持物料夾帶所需的氣流要高25-40％。因此，額外的氣流和速度會(huì)對(duì)系統(tǒng)的其他區(qū)域產(chǎn)生負(fù)面影響。定性地，種子很難被夾帶在氣流中，從而導(dǎo)致更高的氣流。測得的滑動(dòng)角為28度。
天然黑糖
“天然黑糖”的切片結(jié)果顯示出濃密相氣力輸送系統(tǒng)流的凈收益。傾斜段的損失等于水平段的損失，因此較短的長度提供了較低的總壓降。不需要額外的氣流來傳送通過傾斜管，并且可以觀察到良好的團(tuán)狀形成。在30度下測量滑動(dòng)角。
結(jié)論
氣動(dòng)輸送系統(tǒng)中傾斜的影響因輸送階段和物料而異。稀釋階段的結(jié)果表明，與水平管道相比，要使材料保持向上傾斜，需要更高的空氣流量，水平管道的額外空氣量應(yīng)低至3％至45％。對(duì)于單一材料，輸送速度（或線負(fù)載）是需要多少額外空氣的有力指標(biāo)。但是，在不同的材料之間幾乎沒有關(guān)聯(lián)。對(duì)于丸狀物料，段壓力始終為水平的2倍，對(duì)于21度傾斜的粒狀產(chǎn)品，段壓力稍?。?.2-1.6倍）?？傮w而言，在稀相中使用傾斜需要較高的氣流和壓力，但是可以這樣做，盡管系統(tǒng)可能不會(huì)那么強(qiáng)大。輸送線上較輕的負(fù)載需要較少的校正。
在密相氣力輸送系統(tǒng)中，與材料的滑動(dòng)角度相比，管道的傾斜顯得重要。當(dāng)物料滑動(dòng)角顯著大于管道角時(shí)，傾斜的影響為零或凈收益（段壓力的1-2.3倍），并且不需要其他空氣作為動(dòng)力。當(dāng)滑動(dòng)角妨礙輸送時(shí)，沖擊力將翻轉(zhuǎn)為有害物質(zhì)（4.5倍扇形壓力），并且需要更多的空氣才能將物料向上輸送。相對(duì)輸送速度與結(jié)果無關(guān)。總體而言，如果物料滑動(dòng)角大于管道傾斜角，則幾乎不需要或不需要額外的氣流或壓力。如果滑角相反，則可能需要額外的空氣和壓力降。
