球形彎頭的磨損原理

在氣力輸送系統(tǒng)中,普通彎頭是磨損較快的部件。當(dāng)料氣混合物流過轉(zhuǎn)彎處,受慣性力的作用,沖刷緊貼彎頭的外側(cè)面,使此處

很快被磨穿,降低了使用壽命,見圖2。

料氣混合物在球形彎頭內(nèi)的流動則與普通彎頭不同。從圖1③可以看出,當(dāng)A、B兩條管道通過球形彎頭作90°轉(zhuǎn)彎時(shí),A管

流入球內(nèi)的流體,首先速度銳減3～5倍(因截面積加大3～5倍),其次,氣流進(jìn)入球形彎頭內(nèi)很難直接沖刷到球的內(nèi)表面,而是與

球內(nèi)的渦旋發(fā)生摩擦及物質(zhì)和能量的交換。因此,流體對球體的直接磨損被緩沖而削弱。對球壁直接磨損的是球內(nèi)的渦旋。

而渦旋的旋速較低又集中在進(jìn)、出口管與球體的交接部位C、D、E、F(圖1③)。這里成為球形彎頭較早被磨穿的地方。

即使如此,球形彎頭在不加固的情況下,其使用壽命也比普通彎頭長3～5倍,使用期可達(dá)十年以上(輸送水泥)。若對進(jìn)出管

與球體對接處的球面作加固焊接,則使用周期更長。

4球形彎頭的相似阻力系數(shù)及合理球徑.

在水泥廠的氣力輸送管路中,通常要轉(zhuǎn)幾次彎才能將物料送至目的地。以某廠的氣力輸出系統(tǒng)為例(圖3):出磨水泥進(jìn)入螺旋泵即被

加壓吹入管路系統(tǒng),經(jīng)A、B、C、D、E五個(gè)球形彎頭分別作90°轉(zhuǎn)彎后,沿水平管道及三通閥進(jìn)入水泥庫。若要計(jì)算這一管路

系統(tǒng)的壓力損失,五個(gè)球形彎頭的壓損是應(yīng)當(dāng)考慮的。

料氣混合物流過球形彎頭與流過普通彎頭一樣要產(chǎn)生壓力損耗。壓損的大小因球徑大小、轉(zhuǎn)彎角度的不同而不同。

對于球形彎頭,其相似曲率半徑R′的大小與球的直徑大小和管路轉(zhuǎn)角大小有關(guān)。當(dāng)作90°轉(zhuǎn)角輸送時(shí),則R′≈r球,證明如下:

這一結(jié)果表明,在相同阻力系數(shù)ζ′的條件下,135°轉(zhuǎn)向的球形彎頭直徑可以比90°轉(zhuǎn)彎的球形彎頭的直徑小2.5倍。

例如:有一氣力輸送管內(nèi)徑D=200mm,用于90°轉(zhuǎn)彎的球形彎頭直徑為800mm,則R′=400mm,R′/D=2,其相似阻力系數(shù)ζ′

≈1.5(見表),若該管路作135°轉(zhuǎn)彎,則球形彎頭的直徑為800÷2.5=320mm,其ζ′≈1.5不變。

球形彎頭在應(yīng)用中直徑大小的選取要根據(jù)管路系統(tǒng)的實(shí)際情況來決定,通常在管道內(nèi)徑的3～6倍范圍內(nèi)選取。當(dāng)管路總壓降、