炭黑密相气力输送CAD系统研究

论文摘要

气力输送是利用空气(或其它气体)作为输送动力，在管道中搬运粉、粒状固体物料的方法。气力输送系统要求有空气(或其它气体)源、把物料加入管内的设备、输送管道以及从输送空气中分出被输送物料的分离设备和控制系统。尽管气力输送系统已在各工业部门广泛采用，并且它的生产厂和使用者也作了多年的研究和调查，但至今这种输送固体的方法仍没有形成完善的一门科学，理论研究大大滞后实际应用。它的设计大多数仍是以实际经验及设计经验公式或曲线为基础，没有形成一套完整的理论设计系统，所以本文就气力输送的计算机辅助设计(CAD)系统进行了研究。气力输送系统得计算机辅之设计方法(CAD)是一种新兴的设计方法，也是气力输送系统设计发展的必要。它借助于计算机的运算能力，将设计过程中许多重复、琐碎和计算量较大的部分由计算机来完成，而设计人员只关注于关键性的设计步骤。本文的CAD系统从功能上大体分为三个模块：设计空间模块、设计记录模块、数据查询模块；按输送系统方式分可以分为四个大的模块：吸送(负压)输送模块、压送(正压)输送模块、栓流气力输送模块、特种气力输送模块；按参数输入／结果输出可以分三个模块：参数输入模块、设计计算模块、结果输出模块。设计空间模块：通过查阅大量国内外相关行业的书籍，积累大量的经验公式，并对其进行对比分析，通过炭黑气力输送实验，获得最适合炭黑密相气力输送系统的公式及最恰当参数值。此模块可以在任何情况下返回上一步进行反复设计，以达到设计参数的最优化，可以直观在同一个界面中观察到不同参数对计算结果如管道压损、输送能力、管道耗气量、输送时间等的影响。设计记录模块：在CAD系统进行设计的同时，也记录下了每步设计的输入或输出。也可以查询输入相应参数和计算结果，设计完毕会提示对记录进行保存，以便以后查阅核对。数据查询模块：此模块录入了大量的不同行业中气力输送的应用，及这些行业的一些宝贵的设计经验、设计数据，这大大方便了初次设计新物料时的物性查询、输送方式确定、原始参数的估计等，避免了大量的实验，缩短了设计周期，提高了设计的合理与可靠性。本文介绍了气力输送系统的计算机辅助设计(CAD)理论基础、设计流程及实现方法，结合工程设计方法、数值计算、优化设计等对气力输送系统的输送方式选择，管道压降，设备选择、最佳输送参数搭配等方面进行研究，对气力输送整套系统设计提供了完整的设计流程。本CAD系统采用了Delphi软件对输送系统进行面向对象设计和模块化设计，并提供了开放式的接口以方便系统的扩充和完善。最后，对本文的研究工作进行了总结陈述，对今后气力输送的研究提出了展望。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 课题研究的背景及意义
• 1.2 国外气力输送的发展
• 1.3 国内气力输送的发展
• 1.4 存在的不足及待研究的问题
• 1.5 本课题的来源及研究内容
• 第二章 气力输送的特点与类型
• 2.1 气力输送的特点
• 2.1.1 优点
• 2.1.2 缺点
• 2.2 常用气力输送的类型
• 2.2.1 开放式系统
• 2.2.1.1 正压式输送系统
• 2.2.1.2 负压式输送系统
• 2.2.1.3 混合系统
• 2.2.2 批次（间歇式）输送
• 2.2.2.1 单罐间歇式输送
• 2.2.2.2 双罐连续输送
• 2.2.2.3 脉冲式气力输送
• 2.2.3 封闭式气力输送
• 第三章 气力输送系统设计理论基础
• 3.1 概述
• 3.2 初始设计参数
• 3.2.1 被输送物料的物性参数
• 3.2.2 输送量和操作的频繁程度
• 3.2.3 输送开始端和末端的情况
• 3.2.4 输送距离和路线
• 3.2.5 安装地点的海拔高度
• 3.2.6 有关的现场情况
• 3.3 一般设计程序
• 第四章 炭黑密相气力输送系统
• 4.1 概述
• 4.2 炭黑的物理化学性质
• 4.2.1 炭黑的粒径和筛分
• 4.2.2 炭黑颗粒形状
• 4.2.3 炭黑空隙度
• 4.2.4 炭黑堆积密度
• 4.2.5 炭黑真实密度
• 4.2.6 炭黑的硬度
• 4.2.7 炭黑的磨琢性
• 4.2.8 炭黑粘着性和附着性
• 4.2.9 炭黑的休止角
• 4.2.10 炭黑的悬浮速度
• 4.2.11 小结
• 4.3 炭黑气力输送系统
• 4.4 影响炭黑气力输送因素
• 4.5 影响炭黑气力输送因素分析
• 4.5.1 输送炭黑的物性
• 4.5.2 气源、减压阀和拉伐尔喉径的影响
• 4.5.3 输送管路布置的影响
• 4.5.4 压送罐的大小
• 4.5.5 除尘器的影响
• 4.5.6 罐中料位的变化的影响
• 4.5.7 环境温度的变化
• 4.5.8 双管中物料的残余量
• 4.6 管道压降计算的发展
• 4.6.1 压降法
• 4.6.2 经验公式法
• 4.6.3 附加压降法
• 4.6.4 力平衡法
• 4.6.4.1 分层流
• 4.6.4.2 柱塞流
• 4.6.5 其他方法
• 第五章 密相气力输送 CAD系统
• 5.1 气力输送 CAD系统基本流程
• 5.2 气力输送 CAD系统组成模块
• 5.2.1 设计空间模块
• 5.2.2 设计记录模块
• 5.2.3 数据查询模块
• 5.3 关于软件
• 第六章 炭黑气力输送系统试验
• 6.1 试验材料
• 6.2 试验装置
• 6.2.1 主要输送装置
• 6.2.2 主要测量仪器
• 6.2.3 主要控制装置
• 6.3 试验设计
• 6.3.1 试验方案
• 6.3.2 炭黑取样
• 6.3.3 试验参数
• 6.4 试验结果及讨论
• 6.4.1 细粉含量的增加
• 6.4.2 粘附性
• 6.4.2.1 密相输送（钢管）
• 6.4.2.2 稀相输送（钢管）
• 6.4.2.3 稀相输送（内衬橡胶管）
• 6.4.2.4 密相输送（内衬橡胶管）
• 6.4.3 粒径分布的比较
• 6.4.4 炭黑密相气力输送 CAD系统验证
• 6.4.5 讨论
• 结论
• 主要成果总结
• 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位发表的文章