各種輸送方式及計算公式市公開課一等獎省賽課獲獎?wù)n件

農(nóng)產(chǎn)品加工機械與設(shè)備輸送機械與設(shè)備－換熱設(shè)備清理與分級機械－真空濃縮設(shè)備分離機械－干燥設(shè)備尺寸減小機械－食品包裝機械混合與均質(zhì)機械－冷凍機械與設(shè)備食品成型機械第1頁第一章物料輸送機械與設(shè)備第一節(jié)固體物料輸送設(shè)備:帶式輸送機，螺旋輸送機，振動式輸送機，刮板輸送機，斗式提升機，氣力輸送裝置。第二節(jié)液體物料輸送設(shè)備:離心泵，齒輪泵，螺桿泵。第2頁一、帶式輸送機輸送物料：粉粒體、塊狀、成形物、麻袋等功效：水平輸送、傾斜輸送形式：固定式、移動式特點：輸送量大，動力消耗少，運轉(zhuǎn)連續(xù)，工作平穩(wěn)，

輸送距離大。（一）帶式輸送機結(jié)構(gòu)：組成：輸送帶、滾筒、料斗、支輥、卸料裝置、驅(qū)動裝置NCP02第3頁第4頁（一）帶式輸送機結(jié)構(gòu)：橡膠輸送帶：1.型式：輕型、普通型、強力型、井港型、耐熱型輕型：主要用于農(nóng)產(chǎn)品、粉末、包裝物品普通型：主要用于小塊礦石、煤塊、砂礫、焦炭2.標(biāo)識：寬度mm×層數(shù)×(工作面膠厚＋非工作面膠厚)mm×長度m比如：800×8×（6＋3）×1003.滾筒直徑：依據(jù)橡膠帶層數(shù)確實定如：400mm（3層）、500mm（4層）、800mm（6層）第5頁5.層數(shù)確實定：6.膠帶張力Smax

Smax=Sa+Sb(1)水平安裝膠帶張力Sa(2)傾斜安裝時，帶自重附加張力Sb一、帶式輸送機結(jié)構(gòu)：第6頁帶式輸送機結(jié)構(gòu)：４、滾筒：功效：驅(qū)動、張緊、改向５、支承裝置：功效：承托運輸帶及物料重量型式：單輥式、多輥式第7頁一、帶式輸送機結(jié)構(gòu)：６、卸料裝置：型式：犁式、拋卸７、張緊裝置：功效：調(diào)整輸送帶松緊程度型式：螺旋式－－利用螺桿拉(壓)力重錘式－－利用懸垂重物重力第8頁（二）

生產(chǎn)率和功率消耗：1生產(chǎn)率：Q＝3600FVρ（噸/小時〕2功率消耗：N＝QL/1.36K＋QH/367（千瓦〕

Q、L與K關(guān)系如表1－1所表示。第9頁二、螺旋輸送機又稱絞龍，有輸送、攪拌、混合作用功效：水平輸送、傾斜輸送、垂直輸送特點：結(jié)構(gòu)緊湊，卸料簡單，密封性好，動力消耗大，對物料破碎作用大，對過載敏感，輸送距離短。（一）水平螺旋輸送機１、結(jié)構(gòu)由軸、葉片、機殼、端軸承、中間軸承和端板等組成。螺旋：左旋、右旋、單頭、雙頭、三頭葉片：實體、帶式、漿型軸承：端軸承、中間軸承機殼：槽身、端板、蓋板、進出料口第10頁螺旋輸送機結(jié)構(gòu)第11頁螺旋葉片形狀第12頁２、工作原理

o點牽連速度Vo,相對速度AB，絕對速度Vf第13頁第14頁３、螺旋輸送機生產(chǎn)率和功率消耗：

（1）生產(chǎn)率：（2）輸送功耗：水平輸送或傾角在20～45o之間

（3）輸送傾角在45～90o之間時：N2＝（2～3〕N1第15頁（二）垂直螺旋輸送機第16頁工作原理

2、垂直輸送物料所受力1）重力mg鉛垂向下2）離心力mrω2徑向3）切向摩擦力fmrω2水平4）斜面摩擦力F沿著斜面5）斜面反力N垂直于斜面mg分解成F方向mgsinα

N方向mgcosαfmrω2分解成R方向fmrω2cosαN方向fmrω2

sinα第17頁工作原理

斜面摩擦力F＝f（mgcosα＋fmrω2

sinα)物料上移臨界條件：R＝F＋mgsinα即：fmrω2

cosα＝f（mgcosα＋fmrω2

sinα)＋mgsinα代入ω＝πn/30求解得：第18頁（三）彈簧輸送機彈簧輸送機含有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、靈活性大、能耗低等優(yōu)點。其結(jié)構(gòu)型式有三種：水平硬管式，垂直硬管式（圖l－11）及彎曲軟管式。彈簧輸送機輸送管內(nèi)徑普通為40～100mm，生產(chǎn)率普通為l～16t／h水平輸送距離可達15～20m。因為彈簧輸送機形式各種多樣，對顆粒狀及粉狀物料普通都能適用，占地面積小，能密閉，不但能輸送物料，還有定量供料和混合作用、通用性較強。不過，這種輸送機對粘性大或水分高物料適應(yīng)性較差，對大顆?；虮砻婧芄饣锪弦膊灰瞬扇　椈奢斔蜋C水平進料時，可采取料斗料管進料及插入料堆進料兩種。垂直型提升進料形式，則因物料性質(zhì)不一樣其進料結(jié)構(gòu)也不一樣，多采取錐形螺旋喂料葉片。彈簧合理轉(zhuǎn)速為1000～1200r／min。第19頁三、振動式輸送機（－）結(jié)構(gòu)振動式輸送機俗稱振槽，主要由槽，搖臂，曲柄連桿機構(gòu)及驅(qū)動裝置組成（或用振動電機或用電磁振動器），其結(jié)構(gòu)如圖l－12所表示。輸送機槽是一個長方形淺盤，槽寬為400～800mm，槽長普通為8～10m，槽邊高度為50～200mm，視生產(chǎn)率大小而定。彈性搖臂傾斜安裝，其與鉛垂線夾角為a，間距約lm。曲柄半徑為15～30mm，槽振動頻率為250～400r／min。因為曲柄半徑遠(yuǎn)小于搖臂長度，故糟運動可近似地看作是往復(fù)直線運動，其方向與水平成α角（圖1－13），α＝16°～20°。第20頁（二）生產(chǎn)率和功率消耗1．生產(chǎn)率振動式輸送機生產(chǎn)率可用下式計算：Q＝3600bhvρ（t／h）式中b—振槽寬度（m）；h—物料層厚度（m)；ρ―物料密度（t／m３）；v——物料在槽面上移動速度（m／s）。v可由下式求出：v＝0.21rnftgα(m／s）式中r－－曲柄半徑（m）；n——曲柄轉(zhuǎn)速即振動頻率（r／min）；f——物料對槽摩擦系數(shù)；α――搖臂與垂線間夾角。2．功率消耗振動式輸送機所需功率為消耗于使輸送機產(chǎn)生振動及物料運動功率之和，即式中G——輸送機振動部分質(zhì)量（t）；n——輸送機振動頻率（r／min）；r—曲柄半徑（m)；Q——物料輸送量（t／h）；L－輸送機長度（m）；μ——阻力系數(shù)。第21頁四、刮板輸送機有普通刮板輸送機（簡稱刮板輸送機）和埋刮板輸送機之分。（一）普通刮板輸送機：組成：牽引構(gòu)件、刮板、料槽、帶輪功效：可水平、傾斜、水平傾斜組合輸送型式：固定式、移動式特點：結(jié)構(gòu)簡單，裝卸料方便，機件易磨損，動力消耗大，不易輸送較濕物料第22頁第三節(jié)刮板輸送機第23頁普通刮板輸送機：（１）結(jié)構(gòu)：牽引構(gòu)件、刮板、料槽等。（２）機構(gòu)參數(shù)：卸料長度（米〕（傾斜安裝）(３）生產(chǎn)率和功率消耗：生產(chǎn)率：Q＝3600bhvρηc(噸/時)功耗：N=Q(LK＋H)/367η（千瓦〕第24頁(二)埋刮板輸送機第25頁埋刮板輸送機刮板及鏈條埋入物料中（料層厚為刮板高4～12倍）功效：可水平、傾斜、垂直、組合輸送特點：結(jié)構(gòu)簡單，密封性好，裝卸方便，工藝布置靈活，輸送量大，適應(yīng)性強，動力消耗大（1）工作原理及結(jié)構(gòu)：由封閉外殼、刮板、鏈條、驅(qū)動鏈輪、張緊輪及進出料口組成，依靠物料間內(nèi)摩擦力進行輸送。刮板形式：T、U1、U2、O1、O2

型.（2）生產(chǎn)率和功消耗：生產(chǎn)率：Q＝3600bHVρη功消耗：N＝KTV/ηM（千瓦〕第26頁五、斗式提升機第27頁斗式提升機功效：垂直提升粉粒體、小塊狀物料特點：提升高度大，占地面積小，密封好（一）結(jié)構(gòu)組成：由牽引帶、料斗、張緊裝置、機殼及裝卸裝置組成料斗：有底、無底牽引帶：平皮帶、鏈條第28頁二、卸料方式：重力式、離心式和混合式第29頁（三）生產(chǎn)率和功率消耗：生產(chǎn)率：Q＝3600iV斗φρ/a（噸/時〕功耗：N＝QH/367η（千瓦〕第30頁頂罩輪廓尺寸料斗將物料向上拋起最大高度H:物料軌跡包絡(luò)線最高點d坐標(biāo)包絡(luò)線與水平軸線交點e坐標(biāo)出料口下邊到輪子水平軸線距離第31頁六、氣力輸送裝置第32頁六、氣力輸送裝置輸送原理：利用氣流能量，使粉體物料沿管道移動。一、氣力輸送特點和分類：1、優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，工藝布置靈活，輸送距離大，密封性好，適應(yīng)性廣，自動化程度高，生產(chǎn)率高。2、缺點：動力消耗大，磨損嚴(yán)重，不宜輸送濕物料，系統(tǒng)噪音大。3、分類：吸送式：用風(fēng)機吸入口負(fù)壓，將物料吸入管道輸送方式壓送式：用風(fēng)機輸出高壓氣流，將喂入物料吹送輸送方式混合式：吸送和壓送組合輸送方式第33頁（一）氣力輸送分類第34頁氣力輸送主要參量（1）沉降速度和懸浮速度：沉降速度Vf：粒子在靜止流體中自由下落，最終到達勻速沉降時粒子速度稱為沉降速度。即作用于粒子重力、浮力、阻力之和為零時速度。

懸浮速度Vα：粒子在勻速氣流中保持靜止或懸浮狀態(tài)時氣流速度稱為該粒子懸浮速度。Vα＝Vf。第35頁輸送物料懸浮速度第36頁（二）輸送量、氣流速度、輸送濃度比：輸送量：單位時間內(nèi)輸送物料重量輸送氣流速度：兼顧輸送可靠性及工作經(jīng)濟性所選氣流速度，如表1－12。懸浮速度1.5－3倍。輸送濃度比：單位時間內(nèi)輸送物料重量Gs與所需空氣量Ga之比。與物料性質(zhì)、輸送方式、條件、距離和管道直徑等原因相關(guān)。第37頁第38頁（二）氣力輸送系統(tǒng)組成：由供料器、輸送管道及管件、卸料器、除塵器、風(fēng)機等組成。1、供料器：氣力輸送系統(tǒng)中供給或排放物料裝置，同時要閉風(fēng)。第39頁1、氣力輸送供料器（1〕料封壓力門：靠堆積一定物料高度完成自動卸料和閉風(fēng)第40頁1、送供料器（2）雙層排料閥式供料器：簡稱雙層供料管，將料封壓力門重合結(jié)構(gòu)，圖d（3）旋轉(zhuǎn)式供料器：靠葉輪在機殼內(nèi)旋轉(zhuǎn)排料和閉風(fēng)，圖b第41頁旋轉(zhuǎn)式供料器輸送量：

G＝60nфvρ（千克/時〕（4）螺旋式供料器：結(jié)構(gòu)原理同螺旋輸送器供料量：G＝15π(D2－d2）Snфρ（千克/時〕（5）吸嘴：有單筒吸嘴和雙筒吸嘴（6）三通式接料器：有水平三通式、直立式三通式（7）誘導(dǎo)式接料器：使用于低壓系統(tǒng)，料氣混合好，阻力小第42頁第43頁氣力輸送系統(tǒng)組成2、輸送管道及管件：用于提升物料和組成網(wǎng)絡(luò)。第44頁三、氣力輸送系統(tǒng)組成3、卸料器：用于分離空氣和物料（1）重力式卸料器：有三角箱、容積式等三角箱卸料器：其特點是結(jié)構(gòu)簡單，分離效果好，體積大，適合分離不易破碎物料。第45頁氣力輸送系統(tǒng)組成容積式卸料器：經(jīng)過料器容積突變，而使物料受重力作用從兩相流中沉降分離出來。結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定，不宜粉狀物料。第46頁氣力輸送系統(tǒng)組成（2）慣性卸料器：又叫大彎頭卸料器，借助慣性力使物料分離，設(shè)備高度小，跨度大，有利于設(shè)備之間連接，適合用于粒狀物料。第47頁氣力輸送系統(tǒng)組成（3）離心式卸料器：又稱旋風(fēng)分離器，利用兩相流旋轉(zhuǎn)時離心力作用使料氣分離。第48頁旋風(fēng)分離器4、除塵器：（1）離心式除塵器：提升除塵路徑：選擇適當(dāng)進口風(fēng)速，慣用12～20m/s；增加氣流旋轉(zhuǎn)圈數(shù)（增加筒體高度）；縮小筒體直徑和出風(fēng)管直徑。第49頁袋式除塵器（2）袋式除塵器：有壓氣式布袋除塵器,吸氣式布袋除塵器第50頁吸氣式布袋除塵器第51頁5．風(fēng)機作為氣力輸送系統(tǒng)氣源風(fēng)機是系統(tǒng)最主要設(shè)備，系統(tǒng)工作效率、容量、經(jīng)濟指標(biāo)等在根大程度上都取決于風(fēng)機正確選擇與操作管理。分類：依據(jù)結(jié)構(gòu)分軸流風(fēng)機、離心式風(fēng)機。依據(jù)排氣壓力分高壓（3～15kPa）、中壓（1～3kPa）、低壓（小于lkPa）主要性能參數(shù)：流量、壓力、轉(zhuǎn)速、功率、效率。通風(fēng)機性能曲線是在風(fēng)機試驗標(biāo)準(zhǔn)所要求條件下測得風(fēng)機壓力、功率、效率與流量之間關(guān)系曲線（圖l－30）。

可知，普通情況下網(wǎng)路阻力HH＝RQ2

式中R一網(wǎng)路阻力系數(shù)；Q一網(wǎng)路氣流流量。第52頁風(fēng)機調(diào)整就是利用網(wǎng)路和風(fēng)機性能曲線來改變風(fēng)機流量，以滿足實際工作需要。詳細(xì)有以下幾個方法：（l）改變風(fēng)機轉(zhuǎn)速因風(fēng)量與轉(zhuǎn)速成正比。這種調(diào)整方法雖無附加壓力損失，但需要有一變速裝置，另外，電動機功率與轉(zhuǎn)速成三次方改變關(guān)系，所以增大轉(zhuǎn)速，在經(jīng)濟上不一定可取，只宜在調(diào)整范圍不大，情況下采取。（2）用節(jié)流裝置（閘門或孔板等）調(diào)整風(fēng)量在風(fēng)機出口端節(jié)流只改變網(wǎng)路性能曲線，而入口端節(jié)流可同時改變風(fēng)機及網(wǎng)路性能曲線。采取節(jié)流裝置調(diào)整時，風(fēng)機全壓除用于克服網(wǎng)路阻力外，還有一部分用于克服節(jié)流裝置阻力。因為這種調(diào)整方法最簡單得到普遍應(yīng)用。（3）調(diào)整網(wǎng)路阻力當(dāng)調(diào)整幅度過大時，需換用適當(dāng)風(fēng)機。不然風(fēng)機在非工作區(qū)運行，動力消耗過大，很不經(jīng)濟。第53頁通風(fēng)機所需軸功率按下式計算：式中Ｎ－通風(fēng)機軸功率（ｋＷ）；ｐ－通風(fēng)機全壓；Ｑ－通風(fēng)機流量（ｍ３／ｓ）；Η－通風(fēng)機全壓效率；電動機所需功率式中Ｋｉ－電動機功率貯備系數(shù)，當(dāng)Ｎ＜０.５ｋＷ時，Ｋｉ＝１.５，當(dāng)Ｎ＞０.５ｋＷ時，Ｋｉ＝１.１；ηｉ－機械傳動效率。第54頁（三）氣力輸送普通設(shè)計計算：設(shè)計程序1.調(diào)查研究：了解物料性狀、輸送線路、距離等條件。2.確定輸送方式和輸送能力。3.確定系統(tǒng)中主要部件類型，繪制網(wǎng)路布置示意圖。4.確定各輸送管道計算輸送量和輸送濃度比。5.確定各輸送管道氣流速度，按照各管道內(nèi)不一樣性質(zhì)物料采取適當(dāng)氣流速度。6.計算各管道輸送空氣量及系統(tǒng)總空氣量。第55頁氣力輸送普通設(shè)計計算：7.確定各管道內(nèi)徑，垂直高度，水平長度及彎頭數(shù)量，彎角，管路結(jié)構(gòu)和路線。8.確定三通，分叉管，聚集管及排風(fēng)管，風(fēng)帽等形式，尺寸和數(shù)量。9.確定系統(tǒng)壓力損失，使各管阻力大致平衡。10.依據(jù)系統(tǒng)總風(fēng)量和總壓損確定所需風(fēng)機型式和容量。11.確定所需電機型號和容量。第56頁2．設(shè)計計算方法（l）輸送量與混合比如已知1天平均輸送量Gd,則小時輸送量為式中Ｔ－每日工作時數(shù)；Ｋａ－物料發(fā)送不均勻系數(shù)，采取供料器時Ｋｄ＝1.15；Ｋｂ－考慮遠(yuǎn)景發(fā)展系數(shù)，Ｋｂ＝1.0～１.25?；旌媳萴系單位時間內(nèi)輸送物料重量與所需空氣重量之比。普通選取范圍見表1-4，1-5。第57頁物料顆粒在輸料管中運動速度vs：垂直輸料管內(nèi)

Vs＝va－vt（m／s)垂直加速段顆粒速度vs’可按圖l－34查得。圖中m1=２gh/vｓ２,h為垂直加速段高度（m),g為重力加速度(m／s2).水平加速段顆粒速度vs可按圖l－35查得。圖中m２=2gL/vｓ2，L為水平加速段長度（m)。水平輸料管內(nèi)普通ｖs＝（0.70～0.85）ｖa。第58頁(3)氣力輸送壓力損失計算因為氣力輸送過程各種多數(shù)間匹配關(guān)系較為復(fù)雜前尚難提出完整而普遍適用計算方法。這里介紹計算方法對懸浮吸送工況較為靠近，在農(nóng)產(chǎn)品加工廠氣力輸送中能夠采取。但對壓送情況，有較大出入，要依據(jù)詳細(xì)裝置一些必要試驗，并參考經(jīng)驗值及相關(guān)分析資料確定。純氣流在管網(wǎng)中產(chǎn)生壓力損失為Δpa＝Δpa1＋Δpa2式中Δpa1――直管沿程阻力損失；Δpa2――管件局部壓力損失。第一，直管沿程摩擦壓力損失Δpa1：氣流在直管道中壓力損失，在低真空吸送及壓送時可近似作為等容過程計算：第59頁第二，管件局部壓力損失Δpa2式中ζa——純氣流經(jīng)過漸縮或漸擴過渡管、三通管、集風(fēng)管、同等從屬管件損失系數(shù)。ζa可從相關(guān)手冊中查得。②氣力輸送系統(tǒng)管網(wǎng)壓力損失ΔPs。氣力輸送裝置中雙相流壓力損失可分為沿程壓力損失ΔPs1、彎管壓力損失ΔPs2、局部壓力損失ΔPs3、加速壓力損失ΔPs4、提升損失ΔPs5和各種分離器、除塵器等壓力損失ΔPs6。二相流壓力損失為ΔPs＝ΔPs1＋ΔPs2＋ΔPs3＋ΔPs4＋ΔPs5＋ΔPs6。第一，直管沿程壓力損失：低真空或低壓輸送裝置式中m――物料混合比；λa――純氣流摩擦阻力系數(shù)；λs――二相流摩擦阻力系數(shù)。

第60頁K1隨輸送管直徑及顆粒直徑增大而增大，水平輸送管較垂直輸送管k1為大，隨輸送唯速度增大而減小。當(dāng)物料在輸送管道中處于均勻懸浮狀態(tài)時，K1為常數(shù)。K1與混合比m無關(guān)。圖l－36為輸送小麥時與弗魯特數(shù)之間關(guān)系。g為重力加速度（m／s2）。對于其它物料，如無試驗數(shù)據(jù)，可按下式概算：式中ρs――物料密度（t/m3）；c――顆粒阻力系數(shù)，對形狀不規(guī)則物料，c＝cdφ；cd――當(dāng)量圓球粒阻力系數(shù)，0.2～0.4；φ――顆粒形狀系數(shù)（表1－7）。第61頁第二,彎管壓力損失：式中ζω――二相流彎管阻力系數(shù)。ζω＝ζa(1＋mK2)式中ζa――純氣流彎管阻力系數(shù)。輸送糧食（如小麥等）時，由垂直管向水平管過渡彎管K2值依據(jù)氣流速度va及管徑D可由圖l－37查得；由水平管向垂直管過渡彎管K2值可由國l－38查得。第三，局部壓力損失：同純氣流局部壓力損失。第四，加速壓力損失：物料顆粒加速到穩(wěn)定運動狀態(tài)壓力損失vs――物料在穩(wěn)定運動狀態(tài)速度，對于垂直輸送料管，vs＝va－vt；對于水平輸送管vs＝（0.7～0.85）va，vt為物料懸浮速度。第62頁第五，提升壓力損失：在垂直輸料管中提升物料時，克服重力所產(chǎn)生壓力損失式中h――垂直提升高度(m)。當(dāng)垂直管高度h>10m時，vs’＝va－vt；當(dāng)h<10m時，則采取vs’，由計算m1值（m1＝2gh/vs2）并由圖1－34或圖1－35查得vs’/va值代入上式求得ΔPs5。第六，工作部件壓力損失：各種接料器、卸料器、除塵器等壓力損失ΔPs6，可參考相關(guān)手冊。第63頁第64頁第65頁第二節(jié)泵第66頁一、離心泵：實現(xiàn)連續(xù)地液體輸送。離心泵優(yōu)點：①傳動結(jié)構(gòu)簡單，普通采取二極或四極電動機直聯(lián)。②液體輸出量可任意調(diào)整。③操作維修清洗輕易。離心泵缺點：①泵安裝要求低于液體貯槽出口之處或預(yù)先灌水，因為必須確保泵體內(nèi)及吸液管內(nèi)充滿液體才能正常運行。②操作不妥或設(shè)計不善時，易引發(fā)泡沫現(xiàn)象。第二節(jié)泵第67頁第二節(jié)泵二、齒輪泵：主要用于輸送粘稠液體,有外、內(nèi)嚙合泵，正齒輪泵，斜齒、人字形齒輪泵。齒輪泵采取耐腐蝕材料如尼龍、不銹鋼等制成，其結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、能自吸、工作可靠，應(yīng)用范圍較廣。但流量及壓力有脈動，且噪聲大，所輸送液體必須含有潤滑性，以免齒輪磨損。

三、螺桿泵：用于高黏度液體及帶有固體料液

第68頁泵流量：Q＝n×e×D×T×η÷4165（米3/轉(zhuǎn)〕

四滑片泵：用于肉糜輸送第69頁設(shè)計計算方法：

1、各管道風(fēng)量和管徑計算：(1)依據(jù)各管道輸送量確定各管道計算物料輸送量GS：GS＝aG（千克/小時〕(2)依據(jù)混合濃度比μs和物料輸送量GS計算各管道所需風(fēng)量Q和管道

直徑D風(fēng)量Q＝GS/μsρ

由Q＝900πD2V

可得管徑D＝0.0188(Q/V)1/22、系統(tǒng)總風(fēng)量計算：Q總＝ε0∑Q1－n3、低壓吸送管網(wǎng)壓力損失計算：