التحليل التجريبي لأداء النقل الهوائي تحت تدرجات ضغط مختلفة

فيأنظمة النقل الهوائية، تدرج الضغط هو معلمة حرجة تصف حالة تدفق الغاز والجزيئات الصلبة في خطوط الأنابيب. إنه يعكس مباشرة استهلاك الطاقة اللازم للتغلب على المقاومة أثناء النقل ويؤثر بشكل كبير على الكفاءة والاستقرار والفعالية من حيث التكلفة. لذلك ، يعد البحث المتعمق حول أداء النظام تحت تدرجات الضغط المتغيرة ضروريًا لتحسين التصميم ، وتحسين الكفاءة التشغيلية ، وتقليل استهلاك الطاقة ، وتقليل فقدان المواد. تعرض هذه المقالة تحليلًا تجريبيًا لكيفية تأثير اختلافات التدرج في الضغط على أداء النقل الهوائي.

أساسيات النقل الهوائي والضغط

كيف تعمل النقل الهوائي

أنظمة النقل الهوائيةاستخدم في المقام الأول معدات مصدر الهواء (على سبيل المثال ، المنفذات ، الضواغط) لإنشاء تدفق الهواء عالي السرعة ، ودفع المواد الحبيبية من خلال خطوط أنابيب مغلقة. استنادًا إلى نسبة الغاز الصلبة وسرعة التدفق ، يتم تصنيف النقل الهوائي إلى نوعين رئيسيين:

• نقل الطور المخفف: نسبة الغاز الصلبة المنخفضة ، وسرعة الغاز العالية ، والجزيئات المعلقة في تدفق الهواء. مثالية لنقل المواد قصيرة الكثافة منخفضة الكثافة.
• نقل الطور الكثيف: نسبة الغاز الصلبة العالية ، وسرعة الغاز السفلية ، والجزيئات تتحرك في المقابس أو الطبقات. مناسبة للمواد الطويلة أو السعة العالية أو الهشة/الكاشطة.

تدرج الضغط وأهميته

يشير تدرج الضغط (المقاس في PA/M أو KPA/M) إلى تغيير الضغط لكل خط أنابيب وحدة. في النقل الهوائي ، يشير إلى فقدان الطاقة بسبب الاحتكاك والجاذبية ومقاومة التسارع.

الآثار الرئيسية لتدرج الضغط:

• استهلاك الطاقة: تتطلب التدرجات الأعلى قدرًا أكبر من الطاقة من المناطق/الضواغط.
• استقرار التدفق: تضمن التدرجات الأمثل تدفقًا مستقرًا (على سبيل المثال ، تدفق المكونات الكثيفة). انخفاض جدا → انسداد ؛ عالية جدا → التآكل المفرط ونفايات الطاقة.
• القدرات النقل: ضمن نطاق معين ، فإن زيادة التدرج يعزز إنتاجية المواد.
• أضرار المواد وخطوط الأنابيب: التدرجات المفرطة تزيد من كسر الجسيمات وارتداء خطوط الأنابيب.

الأساليب التجريبية ومقاييس الأداء

الإعداد التجريبي

يتضمن منصة اختبار النقل الهوائية النموذجية:

1. إمدادات الهواء (المنفذات ، الضواغط)
2. نظام التغذية (مغذيات المسمار ، الصمامات الدوارة)
3. نقل خط أنابيب (شفاف لمراقبة التدفق)
4. فاصل الغاز الصلب (الأعاصير ، مرشحات الأكياس)
5. وزن وجمع (قياس إنتاجية المواد)
6. أجهزة الاستشعار ونظام DAQ:

• محولات الضغط (التدرجات المحلية/العالمية)
• عدادات التدفق (حجم الغاز)
• قياس السرعة (LDV ، PIV)
• أجهزة استشعار درجة الحرارة

مؤشرات الأداء الرئيسية

• إجمالي انخفاض الضغط (ΔP _{المجموع} ) = طور الغاز (ΔP g ) + الطور الصلب (ΔP _S )
• تدرج الضغط (ΔP/L) - المعلمة الأساسية (PA/M)
• معدل تدفق الكتلة الصلبة (M _S ) - Kg/S أو T/H
• نسبة الغاز الصلبة (μ) = m _{s /m g}
• استهلاك الطاقة (E) = إدخال الطاقة / m _s
• معدلات التآكل في الجسيمات وارتداء خطوط الأنابيب

النتائج التجريبية الرئيسية

1. تدرج الضغط مقابل القدرات

• زيادة التدرج (عن طريق سرعة الغاز الأعلى/التحميل الصلب) يعزز إنتاجية المواد ، ولكن غير خطية.
• مثال: بالنسبة للكريات البلاستيكية 2 مم في أنبوب 100 مم ، زادت ΔP/L من 100 إلى 300 Pa/M من الإنتاجية من 0.5 إلى 2 T/H. زيادة الزيادات التي أسفرت عن عائدات متناقصة.

       2. انتقالات نظام التدفق

• الطور المخفف: التدرجات المنخفضة تخاطر بتسوية الجسيمات ؛ التدرجات الأمثل تضمن تعليق مستقر.
• الطور الكثيف: التدرجات التي تقل عن 150 باسكال/م تسببت في انسداد ؛ 250-350 PA/M حافظ على تدفق المكونات مستقرة ؛ > 450 PA/M تعطل المقابس في التدفق المخفف.

       3. مقايضات كفاءة الطاقة

• يربط المنحنى على شكل حرف U التدرج (ΔP/L) واستهلاك الطاقة (E).
• مثال: حقق نظام المسافات الطويلة الحد الأدنى من استخدام الطاقة (5 كيلو وات ساعة/طن) عند ΔP/L = 50 كيلو باسكال.
  
  

       4. مواد وخط أنابيب ارتداء

• التدرجات العالية (على سبيل المثال ، 400 مقابل 200 باسكال/م) مكسر حبة الزجاج المضاعفة (0.5 ٪ → 2.5 ٪) وارتداء الأنابيب.

       5. مراقبة الاستقرار

• تقلبات الضغط (تحليل FFT) عدم استقرار إشارة (على سبيل المثال ، خطر الانسداد).

رؤى التحسين الهندسي

1. التصميم والاختيار: نطاقات التدرج المطابق لخصائص المواد (الكثافة ، الكشط) ومتطلبات المسافة/الارتفاع.
2. ضبط التشغيل: اضبط معدلات الهواء/التغذية للحفاظ على ΔP/L في "البقعة الحلوة" للكفاءة.
3. التحكم الذكي: مستشعرات IoT + حلقات PID التي تحركها AI من أجل تحسين التدرج في الوقت الفعلي.
4. التخلص من التآكل: استخدم الأنابيب المبطنة بالسيراميك أو الانحناءات المعززة للمواد الكاشطة.
5. التعديلات الخاصة بالمواد: أضف أجهزة التدفق أو تعديل خشونة الأنابيب لتغيير احتياجات التدرج.

الخلاصة والتوقعات المستقبلية

يوضح هذا التحليل التجريبي كيف تؤثر تدرجات الضغط بشكل نقدي على كفاءة النقل الهوائية والاستقرار والتكلفة. تقدم التقدم المستقبلي في السيطرة التنبؤية التي تعمل بمواد AI والأنظمة التكيفية في الوقت الفعلي على مزيد من التحسين ، ودفع حلول النقل الصناعية الأكثر ذكاءً ، وأكثر ذكاءً.

حول Yinchi

شركة Shandong Yinchi Environmental Protection Equipment ، Ltd.(Yinchi) متخصص في المتقدمأنظمة النقل الهوائيةوحلول معالجة المواد بالجملة. تضمن تصميماتنا التي تعتمد على البحث والتطوير الأداء المنخفض في الطاقة في الصناعات.

اتصل بنا:

📞 +86-18853147775 | ✉ sdycmachine@gmail.com

🌐www.sdycmachine.com