粉体性能对浓相气力输送特性的影响
粉体性能对浓相气力输送特性的影响
杜
滨１，衣
华１，部聪令２，刘宗明１
（１．济南大学材料科学与工程学院。山东济南２５００２２；２．山东章鼓气力输送有限公司，山东济南２５０２００）
摘要：气力输送过程中物料性能是确定输送特性的重要因素，因此．粉料气力输送技术的实现要以对粉料的性能研究为基础。文中对影响气力输送的粉体基本性能及其相关参数做了较全面分析．其中粒子足寸、粒径分布、形状是影响粉料是否可适用于浓相气力输送的关键参敷．其它特性都与这３种特性相关联。介绍了几种应用广泛的粉料气力输送特性分组方法。并进行了简要评述，同时指出了今后的研究方
向。
关键词：浓相气力输送；粉体性能；输送特性
文章编号：１００８—５５４８（２００８）ｏｌ一００５帐
中图分类号：ＴＱ０２２．４
文献标识码：Ａ
ＣｈａｒａＣｔｅｒＩｚａｔｉＯｎｏｆＰｏｗｄｅｒｔｏＡｓｓｅｓｓＤｅｎｓｅＰｈａｓｅＰｎｅｕｍａｔｉｃＣｏｎｖｅｙｉｎｇ
ＤＵＢｉｎｌ，ＹＩＨｕａｌ，ＢＵＣｏｎｇ—ｌｉｎ９２，ＬＩＵＺｏｎｇ－ｍｉｎｇ
（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ。ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＪｉｎａｎ，
Ｊｉｎａｎ２５００２２；２．ＳｈａｎｄｏｎｇＺｈａｎｇｇｕＰｎｅｕｍａｔｉｃＣｏｎｖｅｙｉｎｇ
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浓相气力输送技术是近１０年逐渐发展起来的一种输送技术，它较先前的稀相气力输送有着更为优越的特点，比如，固气比高、耗气量少、需要动力
收稿日期：２００７—０４－０２．修回日期：２００７－０６—１ｌ。
基金项目：山东省自然科学基金，编号：Ｙ２００６Ｆ０４；济南市青年科技明
星计划，编号：０７１０３。
第一作者简介：杜滨（１９８２一）．男，山东济南人，硕士生。通讯作者：刘５０窿翌圆圈２００８年ｇ１期
万
方数据小；后处理除尘设备简单；流速低、物料不易磨损、对输送管道磨损小；安全性能高等［１】，因此得到越来越广泛地发展。
虽然粉体物料的输送广泛地应用于电力、化工、建材、钢铁、食品等行业，但并不是所有粉体物料都能够适用于浓相气力输送。能用于浓相气力输送的物料范围要比稀相受到更多的限制．这是由于浓相气力输送受到的是散料（即粒子群）流动行为的影响，而稀相输送更多的是受到单个粒子性能的影响【２】。因此通过对粉体基本性能的研究及其在气力输送中所表现出来的流动特性，建立粉体性能与浓相气力输送特性参数的关系．对浓相气力输送技术的进一步发展．更好地发挥该技术的优越性．具有十分重要的意义。
Ｉ
影响粉料气力输送特性的因素
影响粉料气力输送特性的因素主要包括以下３
个方面：
（１）粉料的粒子特性。包括粒子的物理性能和化学性能：
（２）粉料整体的散料特性。散料是由单个粒子组成的，所以有些散料特性与粒子性能有关，但大部分散料特性由粉料的堆积状态决定［２１：
（３）输送装置。例如，输送距离、输送管道的粗糙度等。但它相对于粒子特性和散料特性对气力输送特性的影响属次要因素。
由于粒子特性和散料特性不仅关系到气力输送特性。而且还影响到输送系统的设计以及输送型式的选择。因此，本文中重点从粒子物理性能和散料特性及其流动形式对气力输送特性的影响方面进行分析。
２
粉体性能
粒体性能包括粒子的尺寸、粒度分布、密度、形
宗明（１９６５一），男，山东招远人，教授，硕士生导师。电话：０５３ｌ一８９７３６８５５，Ｅ．ｍａｉｌ：ｋｊｃｌｚｍ＠ｕｊｎ．ｅｄｕ．ｃｎ。
状、硬度、孔隙率、透气性等，其中粒子尺寸、粒径分多样，实际应用中的粒径和平均粒径取决于具体的布、形状是影响粉料是否可适用于浓相气力输送的测量和计算方法，在气力输送工程中一般采用质量关键参数。
平均径。一般来讲，粒径越小就越难准确确定粒径对２．１
粒子尺寸
气力输送特性的影响，粒径的大小还影响稀相气力粒径又称为粒度．是用来表示粉体颗粒尺寸大
输送的最小输送速度．而且以粒径为自变量建立的小的几何参数。它是粉体诸性质中最重要和最基本求解最小输送速度的数学模型非常多。但是有时候的。粒径的定义和表示方法由于颗粒的形状、大小和不同的数学模型在相同原始数据的条件下会得出完组成的不同而不同，同时又与颗粒的形成过程、测试全不同的结果，因此．在实际应用中还必须借助试验方法和工业用途有密切联系［３】。通常将粒径分为单个来确定粒径对气力输送的影响。颗粒的单一粒径和颗粒群体的平均粒径。
２．２粒度分布
如果粒子是球形的可直接使用其直径作粒径．虽然我们可以用平均粒径来评估散料的一些特但实际颗粒的形状都是不规则的．所以要引入当量性，但是就算相同平均粒径的散料也往往会呈现很直径，即把颗粒看成一个相当的球，将该球体的直径不相同的散料特性，因此。应该找一种能够更准确描作为颗粒的粒径，由于相当的物理量不同，就有不同述散料粒径的方法。粒度分布即将颗粒群以一定的的粒径，一般可分为：等体积球当量径矾、等表面积粒度范围按大小顺序分为若干级别（粒级），各级别球当量径么、等比表面积球当量径如、等投影周长圆粒子占颗粒群总量的分数【３】。它是一项定义散料本质当量径屯、等投影面积球当量径以、等沉降速度球当的参数。能较好地评估粒径对散料特性以及气力输量径，又称为斯托克斯径蟊。
送特性的影响。
有时也会采用统计平均径．即用显微镜观察测散料粒径分布的确定方法有机械筛分法、体积得的颗粒粒径．又称为定向径．属于投影粒径。由于
测量法、沉降法、显微镜法、激光法等等。其中，机械 观察时对颗粒大小取不同位置的线度．所以有不同
筛分法是应用最广的一种方法．它是由筛分法测出的粒径定义，如：费雷特（Ｆｅｒｅｔ）径、马丁（Ｍａｒｔｉｎ）径、筛上或筛下粒子质量所占散料总质量的分数，然后最大定向径．除此之外。还有投影圆当量径、等周长根据筛孔尺寸来定义。
圆当量直径等（如图１所示）。
通过确定一特征粒径．测量大于或小于该特征以上为单个粒子粒径的定义。在气力输送工程粒径的粒子占散料总质量的分数。可以很好地表示
的实际应用中还会用到粒子的平均粒径，平均粒径粒径分布情况。例如，如表示能够使占散料总质量
是描述散料粗细程度的最直观的方法．也是确定散３０％的粒子大于或小于此值的一个特征粒径，ｄ∞即料特性的重要因素之一。按照不同用途平均粒径定我们通常说的“中位径”。一般来说，一个特征粒径是义可以分为：个数平均径、长度表面积平均径、表面很难准确说明粒径分布情况的（例如：有相同中位径积体积平均径、体积四次矩平均径、长度体积平均值的散料粒径分布可能完全不同），根据筛上料或筛径、个数表面积平均径、个数体积平均径、调和平均下料质量所占散料总质量的分数作粒径分布曲线，径、几何平均径、质量平均径等等，有关各种平均粒可以很直观地描述粒径分布情况。
径的具体定义可以参考相关文献【，卅。
此外，激光粒度分析法是近年来发展较快的一粒径的测量方法以及平均粒径的计算方法多种
种测试方法．它通过激光照射测量区的颗粒，根据散射和衍射理论计算颗粒尺寸及粒度分布的Ｉｓ］。只要将样品比较好地分散于待测悬浮液，放人分析仪中，仅
需几秒就可以得出粒度分布数据表、分布曲线、如、氏等，所需样品量少，快速方便，重复性好，测试范围
宽．迄今在许多领域都有广泛应用。
粒径分布是不同于粒径和平均粒径的影响散料气力输送特性的一项重要性能。粒径分布范围的确定可以解决很多粒径和平均粒径不能给出明确答案
圈１投影粒径示意
５１
万
方数据
的问题。
２．３粒子形状及不规则度
粒子形状是指单个颗粒的轮廓边界或表面上各点所构成的图像ｃ３Ｉ。粒子形状的不同导致了具有相同粒径的物料可能会有大不相同粒子性能，从而影响粉料的气力输送特性。自然界中和工业生产中的颗粒并非是理想的球形．而是千差万别的，难以定义。人们只能从主观上来描述它。很难应用到模型分析中。为了解决这个问题就要对粒子形状作定量定义，因此，就出现了如球形度、圆形度、面积形状系数、比表面积形状系数及体积形状系数等一系列定量描述粒子形状的“形状系数”［２１。
为了使理论分析容易化，气力输送的基本理论将粒子假定为球形来分析．这是因为球体的表面积与体积之比最小，而且球体无方向性；粒径的测量通常也是将粒子看作球形来求其当量直径。因此，气力输送过程中普遍采用球形度沙来定量描述粒子形状，球形度ｌｆ，的定义为：
掣一——１罚零孺两猫雨广
Ｉ『，一与粒子相同体积球的表面积
球形度的物理意义是描述粒子与同体积球的相
似程度。当沙＝１时，粒子为标准球体；当砂≤ｌ时，粒子为非球体。表ｌ列出了几种常见物料的球形度。
一般来讲，眵值越小说明粒子形状与球形差异越大．松散填充时空隙率相对较大，而密实填充时空隙率相对较小。吵值越大，说明粒子形状越接近球形，其流动性也较好。
不规则度是指实测的颗粒外表面积与把颗粒假想成球形的表面积的比值，它可以部分地确定颗粒的形状［ｑ。测定颗粒不规则度可采用吸收法，对于表面不规则的颗粒也可进行实测。颗粒的不规则度也会影响粉料的性能。一般来说，不规则度大的颗粒，它的流动性则较差。
表１
几种常见物科的球形度
：
粉料名称球形度沙煤粉０．５６水泥０．５９烟煤Ｏ．６３石英砂０．５６～Ｏ．６３
ＰＶＣ粉
０．８ｌ
煅烧氢氧化铝０．８４
氢氧化铝
０．８６
飞灰
０．９０（近似球形）
５２
万
方数据２．４密度
粒子密度。即物料中单一颗粒的密度，其计算公式为：
ｐ２号
式中，ｍ为单一颗粒的质量，ｋｇ；ｙ为单一颗粒的体积。ｍ３。
通常颗粒的质量时可以确定的．但是由于颗粒内部有孑Ｌ洞．颗粒的体积会因测量和计算方法不同而不同．粒子内部的孔洞可按与粒子表面连接与否分为开放孑Ｌ洞和封闭孔洞，由此粒子密度又分为真实密度、表观密度和有效密度３种不同表示方法田。真实密度，即粒子质量除以排除所有空隙（包含开放孑Ｌ洞和封闭孔洞）的粒子体积。表观密度，即粒子质量除以排除开放孔洞而包含封闭孑Ｌ洞的粒子体积。有效密度。即粒子质量除以包含开放孑Ｌ洞和封闭孔洞的粒子体积。
很明显，真实密度最大，有效密度最小，但是真实密度的测量难度很大，所以，工程上一般采用表观密度。粒子密度影响气力输送中的最小输送速度和输送要求的压降，用来计算输送的气流速度。
散料的密度一般用堆积密度来表示。堆积密度定义为散料质量与所占体积的比值。因为散料是由大量性能不同的粒子组成．包含粒子的体积和粒子间的空隙。因此散料的堆积密度数值的大小和粒子堆积状态及填充的紧密程度有关。很明显，堆积密度取决于粒子密度、粒子形状、填充方法和粒子间的配位。堆积密度并非一个确定值。同一种散料在不同的填充方法下也会呈现不同的值．因此，通常情况下会提供堆积密度的范围而不是一个值。
测定散料堆积密度的方法有很多种，大多数方法的测量值都随散料堆积的密实程度而改变．通常情况下常用的堆积密度有倒出状态堆积密度、紧实（轻敲）堆积密度、充气堆积密度等。
堆积密度对气力输送系统一些参数的确定是必不可少的。例如，从给料机得到的大致排料量；已知容积的供料或下料仓中大致的散料质量：要求贮存一定质量散料的料斗或料仓的大致容积。２．５硬度和脆性
颗粒硬度和脆性关系到物料是否可以用于气力输送和气力输送装置的设计，如果缺乏对粒子硬度和脆性的考虑，就有可能造成系统过多磨蚀和物料
过多受损。因此，应该根据颗粒的硬度和脆性来设计气力输送装置以及选择合适的输送方式。
硬度是指一种物质被另一种物质穿透的阻力［３１。它可以大致评估物料用于气力输送的可行性、输送模式和应采取的抗磨措施。目前通用的硬度值为莫氏（Ｍｏｈ’ｓ）硬度值。表２为常见物料的莫氏硬度【３】。
表２常见物料的莫氏硬度
物料
奠氏物料
硬度
薏星
滑石、沥肯
１
正长石、氧化铁．浮石
６石膏、苏打灰、盐、面粉２
石英、氧化锆、石英砂
７云母、方解石、石灰石、白云石
３
黄玉、石榴石８
萤石、氟石４刚玉、刚铝石
９磷灰石、碳黑、石棉
５
金刚石
１０
硬度是物料强度、流动性好坏的度量。一般对于非常硬的物料，其莫氏硬度值大于６，趋向易于流动。软的物料。像盐类及大多数有机物，其莫氏硬度小于４，流动性较差。
关于脆性．目前国内外还没有一个明确统一的定义，一般采用的定义是：脆性是材料的一种性质，
与塑性相反。直到断裂前只出现很小的弹性变形而
不出现塑性变形。然而它只反映了一种破坏特征。仅从表面现象上对脆性进行衡量。
物料的脆性会影响输送方式的选择。脆性大的物料不宜于流速大的输送方式。因为高速气流会加大粒子与粒子、粒子与管壁的碰撞，造成粒子破碎，既影响物料的性能也降低产品的质量。低速浓相气力输送虽然对该问题有所改观。但如果处理不当。也会造成脆性物料的磨碎。应通过模拟管道中的情况等做磨损试验来精确评价。２．６空隙度和孑Ｌ隙率
空隙度是指散粒材料在某堆积体积中。填充层中未被颗粒占据的空间体积与包含空间在内的整个填充层表观体积之比，以ｓ表示：
占：半ｘ１００％：ｆ
１一Ｐ＿ＡＬ
ｙｌ
＼
Ｐｏ／
１ｘ１００％
式中，Ｖ为散料堆积体积，ｍ３；Ｖｏ散料表观体积（排除开放孑Ｌ洞），ｍ３；Ｐｌ为散料堆积密度，ｋｇ／ｍ３；Ｐｏ散料表观密度，ｋｇ／ｍａ。
空隙度与颗粒群的堆积状态有关。它是物料流动性能的标志，同样也可用来计算物料经过流化床
层的流速。
万
方数据孔隙率是指物料内部孔隙体积（开放和封闭孔洞）占物料总体积的分数，以表示即：
垆学枷。叫・一鲁）×１００％
式中，ｙ为物料真实体积，ｍ，；Ｖ’为物料有效体积，ｍ３；Ｐ为物料真实密度，ｋｇ／ｍ３；ｐ’为物料有效密度，
ｋｇ／ｍ３。
与孑Ｌ隙率相对应的是密实度，定义为物料内部固体物质的体积占物料总体积的分数，以ｙ表示即：
妒＝ｉＶｒ×ｌｏｏ％＝＿ｅｋｘｌ００％＝ｌ－ｙ
…Ｐ
孔隙率表明颗粒内部空间的大小，可通过显微镜检验的方法来测定［日。孑Ｌ隙率的大小反映了物料的致密程度．它能够影响物料的流动性、通过流化床层的气速降低等。２．７透气性
透气性是指气流可以通过粒子间空隙的能力。它与颗粒尺寸、粒度分布、形状有关。散料的透气性可以表达为通过连续料床的表观气速与沿流动方向压降之间的关系，它是确定散料适于气力输送的重要特征之一ｃ７Ｉ。为研究物料的透气性。引入了透气性系数的概念。数值可以通过渗透仪测得的参数值计算出来。计算方法如下：
毋＝卫ＡｐＡ
式中，只为透气性系数，ｍ４／（Ｎ・Ｓ）；Ａｐ为通过床层压降，Ｎ／ｍ２；Ａ为床层截面积，ｍ２；Ｌ为床层高度，ｍ；Ｑ为空气体积流量，ｍ３／ｓ。
物料的透气性会影响该物料在气力输送中输送方式。一般情况下，透气性系数低的物料适合于浓相移动床的输送形式；透气性系数高的物料适合于浓相栓流输送方式；而介于两者之间的物料则不适合浓相输送，而是以低浓度高速度悬浮输送为主。２．８去气系数
完全充气过的物料。其含有的空气在一段时间
内会逐渐减少，这种行为称为“去气”，这段时间称为“去气时间”。物料保留空气一段时间的能力称为“存气性”。物料的去气时间越长，表明该物料的存气性越好。与透气性相同，物料的去气性可以用去气系数来描述。去气系数也可以用渗透仪的测试方法测得，它是由散料在最小流态化下去气的压降衰退率来确定：
Ａ，＝ｔ・Ａｐ／Ｌ
５３
式中，Ａ，为去气系数，Ｎ・ｓ／ｍ３；ａｐ为通过床层压降，Ｎ／ｍ２：ｔ为时间，ｓ；￡为床层高度，ｒｎ。
去气性是研究物料对浓相气力输送能力的又一重要特性。一般情况下，去气系数高的物料适合于浓相移动床输送：去气系数低的物料浓相栓流输送或不适合浓相输送。
２．９其他特性
以上介绍的是确定物料气力输送特性的主要性能参数。除此之外，粉体的表面性能（粘附力、潮湿性、粘结性、内聚性、静电等）、对温度的敏感度、爆炸性等都会对气力输送特性有一定影响。如粉体的这些表面性能有使颗粒粘结在一起的趋势，一旦形成料栓，高的表面性能可以使料栓在输送过程中保持完整性［８】，同时也会因高的表面性能，使物料粘附在管壁上，造成堵管。又如粉体物料的热敏感度。随着温度升高，物料软化后粘附在管壁上造成堵管。因此，也不能忽略这些性能对输送特性的影响。
３
粉料气力输送特性的分组方法
如前所述．并不是所有的粉体都适合于浓相气
力输送方式．它会受上述粉体性能的影响而采取不同的输送方式。如何判定何种粉体物料可以浓相输送和何种流动模式．成为又一研究焦点。国内外已有许多学者提出了一些分组方法．有些方法已被广泛地应用．现简介如下。
３．１
Ｇｅｌｄａｒｔ流态化分组法
Ｇｅｌｄａｒｔｔｇｊ在研究粉料的充气和流态化行为时，根据粒径和密度的关系，提出了流态化分组。Ｇｅｌｅｄａｒｔ发现当粉料被流化后，会出现４种流态化性能，因此将粉料分为大致４组．每组粉料具有不同的流态化性能。靠近分界线上的粉料具有邻近组相似的性能。这种分组方法可以评估特定粉料的流动模式，但分组还比较粗糙．不能精确地预测粉料浓相气力输送
的可能性１１０】。
３．２
Ｄｉｘｏｎ成栓分组法
Ｄｉｘｏｎ…】认为粉料的流态化性能对其浓相气力输送有很大的影响．他在Ｇｅｉｄａｒｔ流态化分组的基础上，根据粉料的成栓能力，提出了成栓分组。Ｄｉｘｏｎ成栓图可以确定粉料是否有自然成栓的倾向。
３．３
Ｍａｉｎｗａｒｉｎｇ和Ｒｅｅｄ分组法
Ｍａｉｎｗａｒｉｎｇ和Ｒｅｅｄ川对一些粉料做透气性和去
５４
万
方数据气性实验，发现它们是影响粉料浓相气力输送可行性的两项重要参数。他ｆｆ，分别用透气性系数对单位长度压降、去气系数对单位压降作图．将粉料进行分组。该分组方法受到粒径分布的影响。而不是中位径，从而更能可靠地预测粉料的流动模式。但该分组图中的分界线是根据气力输送实验的一些经验得到的，所以不是太精确。
３．４
Ｊｏｎｅｓ和Ｍｉｌｌｓ分组法
Ｊｏｎｅｓ和Ｍｉｌｌｓｔｌ２】认为粉料的透气性和去气性对浓相气力输送特性有很大的影响。他们通过粉料的振动去气常数对透气性系数作图。将粉料分为３组，每组同特定的流动模式有关。该分组方法根据粉料与空气的相互关系可以确定粉料可能的气力输送流动模式，且将粒径和粒度分布等因素都考虑在内。此分组方法较前面几种方法更为精确。
３．５潘仁湖分组法
潘仁湖［－３１研究了栓流输送固体颗粒的最小表观气速．该数据是在两个多孔板之间气体通过一定体
积的悬浮料段的实验中得到的。它可以用压降和气体流量速率的线形关系式表示。他们采用和上述研究最小表观气速类似的实验设备【１４１．利用Ｍｉｔｌ５１提出的通过一料段的压降表达式．得到了料栓的速度。
潘仁湖旧认为Ｇｅｌｄａｒｔ流化分组和Ｄｉｘｏｎ成栓分组都不能令人满意．他提出粉料的流动模式主要是由其料性决定的，特别是由粒子与空气相互作用有关的性能（例如透气性、存气性及去气特性）决定的【１１。他还指出粒子与空气相互作用的性能通常是粒子基本性能的函数，而松散堆积密度也是这些基本粒子性能的函数。因此他根据松散堆积密度和中间粒径的关系。建立了流动模式分组图，将粉料清楚地分为３组，即从稀相平稳转换到流态化浓相、稀相，不稳定区及栓流、纯稀相。此分组方法更为细化且简单。
３．６
Ｃｈａｍｂｅｒｓ分组法
Ｃｈａｍｂｅｒｓｔｌ司在研究气力输送流动模式时引入一特征无量纲数，即气力流动数Ⅳｃ，定义为粒子密度乘以透气性再除以去气时间。利用气力流动数可以将粉料气力输送流动模式大致分为３组。该分组方法简单易行，但Ⅳｃ值会受到去气时间的影响．而去气时间则与试验筒和流化板下充气室的尺寸有关。因此不是太精确。
Ｋｅｎｎｅｄｙ分组法
Ｋｅｎｎｅｄｙｔｌ９】将粉料可以浓相气力输送的性能作
３。７
为去气时间常数（ＤＴＣ）的函数来分组，此去气时间常数是由散料在最小流态化下去气的压降衰退率确定的。利用去气时间常数建立了预测粉料气力输送流动模式的分组，将粉料分为４组。该分组方法较Ｇｅｌｄａｒｔ和Ｄｉｏｘｏｎ分组方法来预测气力输送流动模式更为可靠，而且可以通过利用附加的试验（如流态化、透气性系数和去气时间等）来提高该方法的精确度。
３．８
Ｆａｒｇｅｔｔｅ分组法
Ｆａｒｇｅｔｔｅｔ２０ｌ将粉料可以浓相气力输送的性能作为
透气性系数、存气性和粉料粘性等的函数来分类。引入了气力流动数ｎ，它与气力扩散性能有关。力值可以指明粉料由３种流动模式中的任何一种输送。ＦａｒｇｅＲｅ等人通过去气时间与透气性系数的关系．建立了分组图，将图分为５个区域。该分组方法能够较好的预测粉料的输送特性，且与ＧｅｉｄａｒｔＤｉｘｏｎ、
Ｍａｉｎｗａｒｉｎｇ和Ｒｅｅｄ的研究结果相一致。
４
结束语
粉体性能对该粉体物料的气力输送特性有很大
的影响。决定了该粉料是否可采用气力输送以及采用何种气力输送形式。通过对粉体诸多性能研究分析．发现粒子尺寸、粒径分布、形状是影响粉料是否可适用于浓相气力输送的关键参数。其它特性都与这３种特性相关联。同时介绍了几种应用广泛的粉料气力输送特性分组方法。但对何种粉体物料适合于浓相气力输送方式的研究还不够深入．对适合于浓相气力输送方式的粉体分组体系还有待完善。随着浓相气力输送技术的快速发展．粉体性能对浓相气力输送特性的影响研究将成为研究的焦点之一。
参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）：
［１】刘宗明，段广彬．赵军．低速高能效的浓相气力输送技术田．中国
粉体技术，２００５，１１（５）：３６４０．
［２】程克勤．粉粒状物料性能与其气力输送特性［Ｊ］．硫磷设计与粉体
工程．２００４（６）：１３．２４．
万
方数据【３】张少明，翟旭东，刘亚云．粉体ＳＥａ［Ｍ］．北京：中国建材工业出版
社，１９９４．
［４】ＡＬＬＥＮＴ．ＰａｒｔｉｃｌｅＳｉｚｅＭｅｎ．ｅｍｉｔ［Ｍ］．ＣｈａｐｍａｎａｎｄＨａｌｌＬｔｄ．，
１９８１：１８－２１．
［５】杨粉荣．文洪杰，钟勤．几种粒度测定方法的比较唧．物理测试，
２００５。５（２３）：３６．３９．
［６】张荣善．散料输送与贮存【Ｍ】．北京：化学工业出版社．１９９４．［７］ＭＡＩＮＷＡＲＩＮＧＮＪ，ＲＥＡＤ
Ａ
Ｒ．Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙａｎｄａｉｒ
ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ
ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｂｕＩｋｓｏｌｉｄｓｍａｔｅｒｉａｌｓｉｎｒｅｌａｔｉｏｎｔｏ
ｍｏｄｅｓｏｆｄｅｎｓｅ
ｐｈａｓｅｐｎｅｕｍａｔｉｃ
ｃｏｎｖｅｙｉｎｇ田．ＢｕｌｋＳｏｌｉｄｓＨａｎｄｌｉｎｇ，１９８７，７（３）：
４１５．４２５．
【８】ＳＡＮＣＨＥｚＬ．ＶＡＳＱＵＥＺＮ，ＫＬＩＮＺＩＮＧＧＥ，ｃｔａ１．Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ
ｏｆｂｕｌｋｓｏｌｉｄｓ
ｔｏ
ａｓｓｅｓｓ
ｄｅｎｓｅ
ｐｈ勰ｅｐｎｅｕｍａｔｉｃｃｏｎｖｅｙｉｎｇ［Ｊ］．Ｐｏｗｄｅｒ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００３，１３８：９３・１１７．
【９】９
ＧＥＬＤＡＲＴＤ．Ｔｙｐｅｓｏｆｇａｓｆｌｕｉｄｉｚａｔｉｏｎ阴．ＰｏｗｄｅｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１９７３，７：２８５—２９２．
【１０】ＨＡＲＤＥＲＪ，ＨＩＬＧＲＡＦ
Ｐ．Ｚｎ删ＥＭＡＮＮＷ，ｅｔ
ａ１．ＢｕｌｋＳｏｌｉｄｓ
Ｈａｎｄｌｉｎｇ。１９８８，８（２）：２０５—２０９．
［１ｌ】ＤＩＸＯＮＧ．Ｔｈｅｉｍｐａｃｔ
ｏｆｐｏｗｄｅｒｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ
Ｏｎ
ｄｅｎｓｅｐｈａｓｅｆｌｏｗ：
Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ
Ｉｎｔ
Ｃｏｎｆ
ｏｎ
Ｐｎｅｕｍａｔｉｃ
Ｃｏｎｖｅｙｉｎｇ【Ｃ】．Ｃａｒ６Ｒｏｙａｌ．
１９７９：１６一１８．
【１２】ＪＯＮＥＳＭＧ，ＭＩＬＬＳＵＫ．Ｐｒｏｄｕｃｔｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｆｏｒｐｎｅｕｍａｔｉｃ
ｃｏｎｖｅｙｉｎｇ［Ｊ］．ＰｏｗｄｅｒＨａｎｄｌｉｎｇａｎｄＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ．１９９０，２：１１７－１２２．【１３】ＰＡＮＲ．Ｏｎｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｏｆｔｈｅｂｕｌｋｄｅｎｓｉｔｙｏｆｃｏａｌ：ＩｎｔｌＣｏｎｆｏｎ
ＢｕｌｋＭａｔｅｒｉａｌｓＳｔｏｒａｇｅ，Ｈａｎｄｌｉｎｇａｎｄ
Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ［Ｃ】．１９９５．
【１４】ＰＡＮＲ，ＷＹＰＹＣＨＰ．Ｄｅｓｉｇｎｏｆｌｏｗｖｅｌｏｃｉｔｙｓｌｕｇｆｌｏｗｐｎｅｕｍａｔｉｃ
ｃｏｎｖｅｙｉｎｇｓｙｓｔｅｍ：６ｔｈＩｎｔｌＣｏｎｆｏｎＢｕｌｋＭａｔｅｒｉａｌｓＳｔｏｒａｇｅ，Ｈａｎｄｌｉｎｇ
ａｎｄＴｒａｎｓｐｏｒｔ［Ｃ］．１９９８．
【１５］Ｍ／Ｂ．Ｌｏｗｖｅｌｏｃｉｔｙｐｎｅｕｍａｔｉｃｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ
ｏｆ
ｂｕｕ（ｓｏｌｉｄｓ［Ｄ】．
ＷｏｌｌｏｎｇｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，１９９４．［１６］ＰＡＮＲ．ＭａｔｅｒｉａｌＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓ
ａｎｄ
ｆｌｏｗｍｏｄｅｓｉｎｐｎｅｕｍａｔｉｃ
ｃｏｎｖｅｙ－
ｉｎｇ［Ｊ］．ＰｏｗｄｅｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１９９９，１０４：１５７・１６３．
【１７］ＰＡＮ
Ｒ，ＭＩＢ，ＷＹＰＹＣＨＰ
Ｗ．Ｐｎｅｕｍａｔｉｃ
ＣｏｎｖｅｙｉｎｇＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓ－
ｔｉｃｓｏｆＦｉｎｅａｎｄＧｒａｎｕｌａｒＢｕｌｋ
Ｓｏｌｉｄｓ［Ｍ］．ＫＯＮＡ：Ｐｏｗｄｅｒａｎｄｐａｒ－
ｔｉｅｄ，１９９４：７７—８５．
【１８］ＣＨＡＭＢＥＲＳＡＪ，ＫＥＹＳＳ，ＰＡＮＲ．Ｓｃａｌｅ—ｕｐｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｌｏｗ－
ｖｅｌｏｃｉｔｙｓｌｕｇ・ｆｌｏｗｐｎｅｕｍａｔｉｃｃｏｎｖｅｙｉｎｇ：６ｔｈＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒ－
ｅｎｅｅ
ｏｎＢｕｌｋ
ＭａｔｅｒｉａｌｓＳｔｏｒａｇｅ。ＨａｎｄｌｉｎｇａｎｄＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ［Ｃ】。
１９９８：３０９—３１９．
［１９］程克勤．粉粒状物料性能与其气力输送特性【Ｊ】．硫磷设计与粉
体工程，２００５（１）：１ｌ－１７．
［２０】ＦＡＲＧＥＴＴＥＣ，ＪＯＮＥＳＭＧ，ＮＵＳＳＢＡＵＭＧ．Ｂｅｎｃｈｓｃａｌｅ
ｔｅｓｔｓ
ｆｏｒｔｈｅａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆｐｎｅｕｍａｔｉｃ
ｃｏｎｖｅｙｉｎｇｂｅｈａｖｉｏｕｒｏｆｐｏｗｄｅｒ［Ｊ］．
ＰｏｗｄｅｒＨａｎｄｌｉｎｇａｎｄＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ。１９９７，９（２）：１０３一ｌｌＯ．
５５
粉体性能对浓相气力输送特性的影响
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
杜滨， 衣华， 部聪令， 刘宗明， DU Bin， YI Hua， BU Cong-ling， LIU Zong-ming杜滨,衣华,刘宗明,DU Bin,YI Hua,LIU Zong-ming(济南大学,材料科学与工程学院,山东,济南,250022)， 部聪令,BU Cong-ling(山东章鼓气力输送有限公司,山东,济南,250200)中国粉体技术
CHINA POWDER SCIENCE AND TECHNOLOGY2008,14(1)3次
参考文献(20条)
1.刘宗明;段广彬;赵军 低速高能效的浓相气力输送技术[期刊论文]-中国粉体技术 2005(05)2.程克勤 粉粒状物料性能与其气力输送特性[期刊论文]-硫磷设计与粉体工程 2004(06)3.张少明;翟旭东;刘亚云 粉体工程 19944.ALLEN T Particle Size Measurement 1981
5.杨粉荣;文洪杰;钟勤 几种粒度测定方法的比较[期刊论文]-物理测试 2005(05)6.张荣善 散料输送与贮存 1994
7.MAINWARING N J;READ A R Permeability and air retention characteristics of buIk solids materials inrelation to modes of dense phase pneumatic conveying 1987(03)
8.SANCHEZ L;VASQUEZ N.K;LINZING G E Characterization of bulk solids to assess dense phase pneumaticconveying[外文期刊] 2003
9.GELDART D Types of gas fluidization[外文期刊] 197310.HARDER J;HILGRAF P;ZIMMEMANN W 查看详情 1988(02)
11.DIXON G The impact of powder properties on dense phase flow 197912.JONES M G;MILLS U K Product classification for pneumatic conveying 199013.PAN R On the control of the bulk density of coal 1995
14.PAN R;WYPYCH P Design of low velocity slug flow pneumatic conveying system 199815.MI B Low velocity pneumatic transportation of bulk solids 1994
16.PAN R Material Properties and flow modes in pneumatic conveying[外文期刊] 1999
17.PAN R;MI B;WYPYCH P W Pneumatic Conveying Characteristics of Fine and Granular Bulk Solids 199418.CHAMBERS A J;KEYS S;PAN R Scale-up technology in lowvelocity slug-flow pneumatic conveying 199819.程克勤 粉粒状物料性能与其气力输送特性[期刊论文]-硫磷设计与粉体工程 2005(01)
20.FARGETTE C;JONES M G;NUSSBAUM G Bench scale tests for the assessment of pneumatic conveyingbehaviour of powder 1997(02)
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1. 陈宏勋.Chen Hongxun 对中国粉体工程中连续输送技术的展望[期刊论文]-中国粉体技术2004,10(z1)2. 顾正学 基于微流体数字化技术的粉体微输送实验研究[学位论文]2009
3. 梁财.陈晓平.蒲文灏.鹿鹏.范春雷.赵长遂.LIANG Cai.CHEN Xiaoping.PU Wenhao.LU Peng.FAN Chunlei.ZHAOChangsui 高压浓相粉煤气力输送特性及信息熵分析[期刊论文]-化工学报2007,58(5)
4. 刘宗明.段广彬.赵军.LIU Zong-ming.DUAN Guang-bin.ZHAO Jun 低速高能效的浓相气力输送技术[期刊论文]-中国粉体技术2005,11(5)
5. 朱步范.贾德刚.黄晓军.ZHU Bu-fan.JIA De-gang.HUANG Xiao-jun 粉体机械输送设备与气力输送设备应用比较
[期刊论文]-工程建设与设计2005(10)
6. 周国民 高浓度粉体气力输送特性试验研究及其数值模拟[学位论文]2005
7. 崔意华.刘鸿云.CUI Yi-hua.LIU Hong-yun CG型高浓度密相粉体输送技术及关键设备[期刊论文]-中国粉体技术2007,13(4)
8. 鹿鹏.陈晓平.梁财.蒲文灏.范春雷.赵长遂.LU Peng.CHEN Xiao-ping.LIANG Cai.PU Wen-hao.FAN Chun-lei.ZHAO Chang-sui 高压超浓相气力输送固气比研究[期刊论文]-燃烧科学与技术2008,14(5)9. 王延江.WANG Yan-jiang 高温超细粉体输送技术的研究[期刊论文]-包装与食品机械2009,27(6)10. 程克勤.Cheng Keqin 低速密相气力输送综述[期刊论文]-硫磷设计与粉体工程2001(2)
引证文献(3条)
1.刘占起.孙晓东 衢州元立1068m3高炉设计[期刊论文]-河北冶金 2012(10)
2.张春霞.杜岩 不同粉料在双套管气力输送系统中的输送特性[期刊论文]-过程工程学报 2011(6)
3.管春生.张春霞.陈灵.魏小林.马履翱.张宇 双套管密相气力输运过程的数值模拟和能耗分析[期刊论文]-过程工程学报 2009(4)
引用本文格式：杜滨.衣华.部聪令.刘宗明.DU Bin.YI Hua.BU Cong-ling.LIU Zong-ming 粉体性能对浓相气力输送特性的影响[期刊论文]-中国粉体技术 2008(1)