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真空输送氢氧化钠

日期：2025-05-01 17:00
浏览次数：30
摘要：负压式真空输送氢氧化钠，输送总距离53米，垂直高度25米，3个弯，要求一小时6000公斤输送量，请问配多大的管道？风压多少？风量多少？

负压式真空输送氢氧化钠，输送总距离53米，垂直高度25米，3个弯，要求一小时6000公斤输送量，请问配多大的管道？风压多少？风量多少？



接下来，管道尺寸计算。负压输送通常采用稀相输送，风速需要足够高以防止物料沉积。对于粉末或颗粒物料，通常推荐风速在20-25m/s。之前计算选择了DN125管道，风速25m/s，固气比约4.53。现在需要确认是否同样适用。

输送量6000kg/h，需要计算所需空气量。固气比是固体质量流量与气体质量流量的比值，稀相输送一般在1-10之间，通常1-5比较常见。假设用户希望保持类似的固气比，比如4，那么空气的质量流量为6000/4=1500kg/h。空气密度约1.2kg/m³，体积流量为1500/1.2=1250m³/h，即约20.8m³/min。

然后计算管道直径。体积流量Q=1250m³/h=0.347m³/s，风速v=25m/s，管道截面积A=Q/v=0.347/25≈0.0139m²，直径D=√(4A/π)=√(0.0139*4/3.14)≈0.133m，即133mm，可以选择DN125或DN150的管道。DN125的话，实际风速会稍高于25m/s，可能需要重新计算压损。

压损计算需要考虑多个因素：加速压损、水平摩擦、垂直提升、弯头损失和分离器损失。氢氧化钠的物性可能影响摩擦系数，比如颗粒密度大可能增加压损。假设物料密度为1500kg/m³，颗粒直径约1mm，松散堆积密度可能较低，但需要具体数据。可能需要假设一些参数，如摩擦系数λ=0.05，固气比μ=4，弯头损失系数ξ=0.5每个。

加速损失：ΔP1= (ρ_air + μρ_air) * v² / 2，这里可能需要调整公式，因为实际加速的是固体和气体混合物。正确的公式应为ΔP1= (1 + μ) * ρ_air * v² / 2，但需确认。假设使用之前的计算方式，ΔP1=ρ_air*v²/2*(1+μ)，其中ρ_air=1.2kg/m³，v=25m/s，μ=4，则ΔP1=1.2*25²/2*(1+4)=1.2*625/2*5=1875 Pa。

水平摩擦损失：ΔP2=λ* (L/D) * ρ_air*v²/2*(1+μ)。假设水平长度30米，DN125内径0.125m，λ=0.05，则L/D=30/0.125=240。ΔP2=0.05*240*1.2*25²/2*(1+4)=0.05*240*1.2*625/2*5=计算后可能得到较高的值，需要逐步计算。比如：0.05*240=12，1.2*625=750，750/2=375，12*375=4500，4500*5=22500 Pa，这显然过高，可能哪里出错了。可能公式中的μ应该用固气比，但正确的公式可能需要调整。正确的水平压损公式应为ΔP=λ*(L/D)*(ρ_air*v²/2)*(1 + K*μ)，其中K是颗粒与气体的摩擦系数，通常取0.5-1。假设K=0.5，则ΔP2=0.05*(30/0.125)*(1.2*25²/2)*(1+0.5*4)=0.05*240*(1.2*625/2)*(1+2)=0.05*240*(375)*3=0.05*240=12；12*375=4500；4500*3=13500 Pa。这可能更合理，但需要确认公式的正确性。

垂直提升损失：ΔP3=μ*ρ_air*g*H，其中H=25m，g=9.81m/s²。ΔP3=4*1.2*9.81*25≈4*1.2*245.25≈1177.2 Pa。这可能偏低，正确公式应为固体颗粒提升所需的压力，ΔP=μ*ρ_air*g*H，或者可能需要考虑固体的密度，此处可能简化处理，但需要确认。

弯头损失：每个弯头等效长度或使用局部阻力系数。假设每个弯头的阻力系数ξ=0.5，则每个弯头的压损ΔP4=ξ*(ρ_air*v²/2)*(1+μ)。三个弯头总损失=3*0.5*(1.2*25²/2)*(1+4)=3*0.5*375*5=3*937.5=2812.5 Pa。

分离器或其他设备损失：假设1000 Pa。

总压损=1875+13500+1177+2812.5+1000≈20364.5 Pa，约20.36 kPa。但之前用户的回答中总压损是20.7 kPa，可能计算方式类似。但需要注意单位换算，可能*终需要转换为kPa或mbar。

风量计算，之前用户得到的是1104.3 m³/h，这里假设固气比4，空气流量需要1500kg/h，体积流量1250 m³/h，约20.8 m³/min。所以风量可能需要调整，如果管道直径不同，风速也会变化。

然后风机功率计算，风量Q=1250 m³/h=0.347 m³/s，压差ΔP=20.36 kPa=20360 Pa，效率η=0.7，轴功率P=Q*ΔP/(η*1000)=0.347*20360/(0.7*1000)=≈9.96 kW，考虑余量选15 kW。

但用户现在的问题是关于氢氧化钠，可能需要考虑物料特性不同，比如吸湿性、腐蚀性，但管道材质可能用户不关心，主要关注参数。需要确认是否之前的计算适用于氢氧化钠，或者是否需要调整参数。例如，氢氧化钠可能更易结块，需要更高的风速，或者固气比更低，导致风量更大，压损更高。



根据负压输送氢氧化钠的要求，以下是详细计算与选型建议

一、管道尺寸计算

  1. 确定输送风速：
    负压稀相输送需维持风速在 20-25 m/s 以防止物料沉积。取 25 m/s 作为设计风速。

  2. 计算管道直径：

    • 物料质量流量：6000 kg/h

    • 固气比（μ）：选择 4（稀相输送合理范围 1-5）

    • 空气质量流量：60004=1500 kg/h

    • 空气体积流量：15001.2 kg/m3=1250 m3/h (≈20.8 m3/min)

    • 管道截面积：�=12503600×25≈0.0139 m2

    • 管道内径：�=4×0.0139�≈0.133 m (133 mm)

    • 选型：标准管道选择 DN125（内径 125 mm），实际风速调整为 28.3 m/s（仍满足要求）。




二、系统压损计算

总压损包括以下部分（单位：Pa）：

  1. 加速损失：

    Δ�1=(1+�)⋅�air�22=(1+4)⋅1.2×28.322≈2400 Pa

  2. 水平摩擦损失（30米水平段）：

    Δ�2=�⋅��⋅�air�22⋅(1+0.5�)=0.05⋅300.125⋅1.2×28.322⋅3≈14,700 Pa

  3. 垂直提升损失（25米高度）：

    Δ�3=�⋅�air⋅�⋅�=4⋅1.2⋅9.81⋅25≈1177 Pa

  4. 弯头损失（3个弯头，ξ=0.5）：

    Δ�4=3⋅�⋅�air�22⋅(1+�)=3⋅0.5⋅1.2×28.322⋅5≈3600 Pa

  5. 分离器及过滤器损失：假设 1000 Pa。

总压损：

Δ�total=2400+14,700+1177+3600+1000≈22,877 Pa (≈22.9 kPa)三、罗茨风机参数
风量需求：

空气体积流量：1250 m³/h（20.8 m³/min）

**余量：增加 10%~15%，*终选 23~24 m³/min。

风压需求：

系统总压损 22.9 kPa，考虑负压端入口压力为大气压，风机需提供 -23 kPa 真空度（表压）。


选型功率：考虑余量，选择 15 -18.5kW 电机。

四、结论

  1. 管道尺寸：DN125（内径 125 mm），风速 28.3 m/s。

  2. 风量要求：23~24 m³/min（1380~1440 m³/h）。

  3. 风压要求：-23 kPa（表压，真空度）。

  4. 罗茨风机功率：15-18.5 kW。

注意事项

  1. 物料特性：氢氧化钠易吸湿结块，需确保管道密封性和风速足够防止堵塞。

  2. 弯头设计：采用大半径弯头（R≥5D）以减少压损。

  3. 系统验证：实际调试时需根据物料流动性微调风量和压力。

  4. 材质选择：管道和风机需耐腐蚀（如不锈钢或涂层处理）。

建议*终选型时咨询风机厂家，结合具体工况确认参数。


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