ניתוח ניסיוני של ביצועי העברת פנאומטיים תחת שיפועי לחץ שונים

במערכות העברה פנאומטיות, שיפוע הלחץ הוא פרמטר קריטי המתאר את מצב הזרימה של גז וחלקיקים מוצקים בצינורות. זה משקף ישירות את צריכת האנרגיה הנדרשת כדי להתגבר על ההתנגדות במהלך ההעברה ומשפיע באופן משמעותי על היעילות, היציבות והיעילות עלות. לפיכך, מחקר מעמיק על ביצועי המערכת תחת שיפועי לחץ משתנים הוא חיוני למיטוב התכנון, שיפור היעילות התפעולית, הפחתת צריכת האנרגיה ומזעור אובדן החומרים. מאמר זה מציג ניתוח ניסיוני כיצד וריאציות שיפוע לחץ משפיעות על ביצועי העברת פנאומטיים.

יסודות ההעברה הפנאומטית והדרגת הלחץ

איך פועלות פנאומטיות עובדות

מערכות העברה פנאומטיותהשתמש בעיקר בציוד מקור אוויר (למשל, מפוחים, מדחסים) כדי לייצר זרימת אוויר במהירות גבוהה, תוך הצעת חומרים גרגירים דרך צינורות סגורים. בהתבסס על יחס גז מוצק ומהירות זרימה, העברת פנאומטית מסווגת לשני סוגים עיקריים:

• העברת פאזה מדוללת: יחס גז מוצק נמוך, מהירות גז גבוהה, חלקיקים תלויים בזרימת אוויר. אידיאלי להעברת חומרים בצפיפות נמוכה למרחקים קצרים.
• העברת פאזה צפופה: יחס גז מוצק גבוה, מהירות גז נמוכה יותר, חלקיקים נעים בתקעים או בשכבות. מתאים לחומרים למרחקים ארוכים, קיבולת גבוהה או שבירים/שוחקים.

שיפוע לחץ וחשיבותו

שיפוע הלחץ (שנמדד ב- PA/M או KPA/M) מתייחס לשינוי הלחץ לכל אורך צינור היחידה. בהעברה פנאומטית זה מצביע על אובדן האנרגיה כתוצאה מחיכוך, כוח משיכה והתנגדות תאוצה.

השפעות עיקריות של שיפוע לחץ:

• צריכת אנרגיה: שיפועים גבוהים יותר דורשים יותר כוח ממפוחים/מדחסים.
• יציבות זרימה: שיפועים אופטימליים מבטיחים זרימה יציבה (למשל, זרימת תקע צפופה). נמוך מדי → סתימה; גבוה מדי → בלאי מוגזם ואנרגיה פסולת.
• יכולת העברת יכולת: בטווח מסוים, הגדלת השיפוע משפרת את התפוקה החומרית.
• נזק לחומר וצינור: שיפועים מוגזמים מגבירים את שבירי החלקיקים ואת בלאי הצינור.

שיטות ניסוי ומדדי ביצועים

הגדרת ניסוי

אסדת מבחן פנאומטית טיפוסית כוללת:

1. אספקת אוויר (מפוחים, מדחסים)
2. מערכת האכלה (מזינים בורג, שסתומי סיבוב)
3. העברת צינור (שקוף לתצפית על זרימה)
4. מפריד גז-סולידי (ציקלונים, מסנני שקיות)
5. שקילה ואוסף (תפוקת חומרי מדידה)
6. חיישנים ומערכת DAQ:

• מתמרים לחץ (שיפועים מקומיים/גלובליים)
• מד זרימה (נפח גז)
• מדידת מהירות (LDV, PIV)
• חיישני טמפרטורה

מחווני ביצועים מרכזיים

• ירידת לחץ מוחלטת (Δp _{סך הכל} ) = שלב גז (Δp _g ) + שלב מוצק (Δp _s )
• שיפוע לחץ (ΔP/L) - פרמטר ליבה (PA/M)
• קצב זרימת מסה מוצקה (m _s ) - kg/s או t/h
• יחס גז מוצק (μ) = m _s /m _g
• צריכת אנרגיה (E) = קלט כוח / M _s
• שבירת חלקיקים ושיעורי בלאי צנרת

ממצאים ניסיוניים מרכזיים

1. שיפוע לחץ לעומת יכולת העברת

• הגדלת שיפוע (באמצעות מהירות גז גבוהה יותר/עומס מוצק) מגדילה את התפוקה החומרית, אך באופן לא לינארי.
• דוגמה: עבור כדורי פלסטיק 2 מ"מ בצינור של 100 מ"מ, העלאת ΔP/L מ- 100 ל- 300 PA/M הגדילה את התפוקה מ- 0.5 ל- 2 T/h. העלאות נוספות הניבו תשואות הולכות ופוחתות.

       2. מעברי משטר זרימה

• שלב מדולל: שיפוע נמוך סיכון סיכון ליישוב חלקיקים; שיפועים אופטימליים מבטיחים השעיה יציבה.
• שלב צפוף: שיפועים מתחת ל -150 פא/מ 'גרמו לסתום; 250–350 PA/M שומרת על זרימת תקע יציבה; > 450 PA/M שיבשו תקעים לזרימה מדוללת.

       3. פיצויים ביעילות אנרגיה

• עקומה בצורת U קושרת שיפוע (ΔP/L) וצריכת אנרגיה (E).
• דוגמה: מערכת למרחקים ארוכים השיגה שימוש מינימלי באנרגיה (5 קוט"ש/T) ב ΔP/L = 50 kPa.
  
  

       4. בלאי חומר וצינור

• שיפועים גבוהים (למשל, 400 לעומת 200 PA/M) שבירה על חרוז זכוכית כפולה (0.5% → 2.5%) ובלאי צינור.

       5. ניטור יציבות

• תנודות לחץ (ניתוח FFT) חוסר יציבות איתות (למשל, סיכון סתימה).

תובנות אופטימיזציה הנדסית

1. תכנון ובחירה: התאמת שיפוע טווחי תכונות חומר (צפיפות, שוחק) ודרישות מרחק/גובה.
2. כוונון תפעולי: התאם את שיעורי האוויר/הזנה לשמירה על ΔP/L ב"נקודה המתוקה "ליעילות.
3. בקרה חכמה: חיישני IoT + לולאות PID מונעות AI לאופטימיזציה של שיפוע בזמן אמת.
4. הפחתת ללבוש: השתמש בצינורות מרופדים קרמיקה או בכפיפות מחוזקות לחומרים שוחקים.
5. התאמות ספציפיות לחומר: הוסף עזרי זרימה או שנה את חספוס הצינורות כדי לשנות את צרכי השיפוע.

מסקנה ותפיסה עתידית

ניתוח ניסיוני זה מדגים כיצד שיפועי לחץ משפיעים באופן ביקורתי על יעילות, יציבות ועלות פנאומטית פנאומטית. התקדמות עתידית בבקרת חיזוי המופעלת על ידי AI ובמערכות הסתגלות בזמן אמת מבטיחות אופטימיזציה נוספת, תוך מניעה פתרונות העברת תעשייתיים ירוקים יותר וחכמים יותר.

על יינצ'י

Shandong Yinchi ציוד להגנת הסביבה Co., Ltd.(Yinchi) מתמחה במתקדמיםמערכות העברה פנאומטיותופתרונות טיפול בחומרים בתפזורת. העיצובים המונעים על ידי מו"פ שלנו מבטיחים ביצועים חסכוניים באנרגיה, ללבוש נמוך בענפים.

צרו קשר:

📞 +86-18853147775 | ✉ sdycmachine@gmail.com

🌐www.sdycmachine.com