球形弯头的相似阻力系数及合理球径在水泥厂的气力输送管路中,通常要转几次弯才能将物料送至目的地。
以某厂的气力输出系统为例(图3):出磨水泥进入螺旋泵即被加压吹入管路系统,经A、B、C、D、E五个球形弯头分别作90°转弯后,沿水平管道及三通阀进入水泥库。
若要计算这一管路系统的压力损失,五个球形弯头的压损是应当考虑的。
料气混合物流过球形弯头与流过普通弯头一样要产生压力损耗。
压损的大小因球径大小、转弯角度的不同而不同。
众所周知:在气力输送中,由水平转向垂直向上的90°转弯,普通弯头转弯部分的压力损失的计算式为:v2ΔP=ζ--ρm(2)2式中:ΔP--普通弯头压力损失,Pa;v--管中气流平均速度,m/s;ρm--气固混合物密度,kg/m3;ζ--弯头阻力系数。
式中阻力系数与弯管的曲率半径R和管道内直径D的比值有关,见表、图4所示。
R/D比值与ζ的关系对于球形弯头,其相似曲率半径R′的大小与球的直径大小和管路转角大小有关。
当作90°转角输送时,则R′≈r球,证明如下:这一结果表明,在相同阻力系数ζ′的条件下,135°转向的球形弯头直径可以比90°转弯的球形弯头的直径小2.5倍。
例如:有一气力输送管内径D=200mm,用于90°转弯的球形弯头直径为800mm,则R′=400mm,R′/D=2,其相似阻力系数ζ′≈1.5(见表),若该管路作135°转弯,则球形弯头的直径为800÷2.5=320mm,其ζ′≈1.5不变。
球形弯头在应用中直径大小的选取要根据管路系统的实际情况来决定,通常在管道内径的3~6倍范围内选取。
当管路总压降、转角及安装条件确定后,球形弯头的直径也可确定下来。
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