散料特性
散料是由大量單個粒子組成,這些粒子常常是大小不同、形狀各異的,甚至可能是不同的化學成分。每個粒子又為自 由空間或間隙包圍,因而可以將散料看成是粒子與空間的無規律組合。在氣力輸送時,空間為輸送氣流(多數是空氣) 所占據,于是這些粒子同包圍它們的氣流之間的關系,就決定了散料的行為和它的“氣力輸送特性”。散料的有些性能與單個粒子有關,但更多的則是與物料的散裝(堆積) 狀態有關,在堆積狀態下的整體物料性能稱之為“散料特性”。
堆積密度
堆積密度是散料質量除以該散料所占體積的值。既然散料是由許多無規律集 合的物料粒子組成，包含粒子的體積和粒子間的空隙，因此它具有的是表觀堆積密度,取決于粒子密度、形狀、粒子裝填方法和粒子彼此的配位。對于一特定散料、堆積密度并不具有單一數值。它隨物料的密集程度有很大變化，也與粒子裝填于容器的方法有關系，通常更為恰當的是提供堆積密度的范圍而不是單一值。在作任何散料堆積密度測量時，試驗條件應模擬或盡量接近實際情況。
設計氣力輸送系統時，堆積密度的數據對確定以下一些重要參數是必不可少的,這包括：①從給料機得到的大致排料量；②已知容積的供料或下料倉中大致的散料質量；③要求貯存一定質量散料的料斗或料倉的大致容積。
空隙度
對任何給定的散料,粒子密度與堆積密度之間有差值。一般來講,倒出狀態的堆積密度大約是粒子密度值的一半。由于堆積密度值取決于粒子密度、形狀及散料粒子的堆積(裝填) 狀態，關聯這些因素的方法是按以下表達式：
空隙度=散料中的空隙空間/總的散料所占容積
流動性能
散料有著寬范圍的體積強度，從自 由流動的到很黏的，一種特定散料在這兩種不同情況之間所處的位置即表示它的流動性。設計氣力輸送裝置時，須一開始就應對其有了解，為它影響到處理散料的裝置和系統部件的型式。這方面已進行了相當多的研究并提出各種測量技術，體積強度的數據應用到散料處理裝置的設計中。有關這方面的資料是對要處理的散料試料進行直接剪切試驗得出。
對流動性好的散料,粒子間的力可以忽略,這類散料在重力作用下即很容易流動,就象是單個分離的粒子一樣。當粒子尺寸減小,粒子間力的作用就增加,這樣再單憑重力已不足產生粒子間剪力使其流動。這時產生的流動不可能從單個分離的粒子而是以集 合體(團塊) 來進行。通常對流動性很好的散料,氣力輸送裝置設計幾乎沒有多大問題,但對黏性散料,由于呈現流動困難則須給予很大注意。遺憾的是從自 由流動到黏性的行為該轉折點很難確定,有些散料只要稍微改變一下操作條件,就可能有 效改變它們的流動特性。
總之根據對多種物料進行試驗的結果指出：如要研究散料對密相氣力輸送的能力,則透氣性和存氣性是兩項重要的散料特性。當散料具有足夠的透氣性,就可能以密相栓流形式輸送；當散料具有良好的存氣性,就可能以密相移動床形式輸送；而當散料既無足夠的透氣性且存氣性也差時,不可能由常規充氣罐裝置作密相氣力輸送,只能采用稀相氣力輸送。
粒徑分布
由于散料包含大量單個粒子而大多數情況有寬的粒徑范圍,因而采用粒徑分布曲線來描繪散料的粒徑特征。所謂粒徑分布(也有稱粒度分布) 就是散料中各種尺寸粒子的質量分別占散料總質量的比例,它對氣力輸送特別重要,是一項能較好定義散料本質的參數。
可壓縮性
堆積密度可以看作是散料堆積狀態(即從松散到壓實) 的函數,因而也是透氣性的函數。特別對高濃度低速度的氣力輸送,散料的可壓縮性和透氣性決定了散料存氣的難易程度,以及流過移動料床或料栓的氣體怎樣對散料起作用。
黏性
黏性有兩種形式,即黏附性和黏聚性,前者是指不同實體的連結,如粉料粒子黏附在處理裝置、管道或倉壁表面上,后者是指相同實體的連結,如散料粒子的結塊成團。氣力輸送時,散料與管壁間除有黏附力外,氣流還會產生使黏附層脫離壁面的分離力。僅當黏附力大于分離力時,管壁上才會出現黏附層,這種情況與散料特性、管材和管壁特征以及氣速等有關。通常,對于微細粉料,因表面水分而產生黏性或帶電荷的散料,輸送氣速越大,對壁面壓力就增加,使黏附力增加, 只有氣速超過其臨界點后，才不再產生黏附。
爆 炸性
許多粉料懸浮于空氣中時形成粉塵云,一旦出現著火源即可能發生爆 炸,稱之為“粉塵爆 炸”[ 4 ] 。
由于氣力輸送系統的基本要素是物料與空氣的混合體,不可能沒有粉塵產生。即使所輸送的散料是由比產生爆 炸危險要大一些的顆粒組成,也要考慮到在輸送過程有細粉產生,也就可能導致在下料斗中出現爆 炸危險。當粉塵云在受到約束的狀態下,如供料裝置或貯倉中,塵云的著火產生壓力積累,此壓力的強弱取決于懸浮物的體積、料性和排向大氣的泄壓率。任何氣力輸送系統,總有物料在某處分散成懸浮狀。因此,須考慮使這種爆 炸可能性降到低小的辦法以及一旦出現著火源,爆 炸對整套設備的作用。
對于高壓密相氣力輸送系統,由于固氣比(即濃度) 較高,一般已超過爆 炸上限濃度,又由于氣力輸送具有自凈性,管道中不會堆積粉塵,因此未必可能發生爆 炸。
吸濕性、潮解性和含水量
散料具有吸濕性就容易吸水結塊、黏附管壁甚至引起堵塞,有 機物料則更因吸水多而變質腐 敗。如塑料粉末、化肥、水泥、粉煤灰等都能從空氣中吸收大量濕氣。如果散料不僅容易吸濕并且還會潮解則情況就更嚴重。因此須采用充分干燥的空氣作為輸送介質,同時還要注意散料本身的含水量。散料可以采用氣力輸送的含水量,隨物料種類和輸送方法不同而異。通常,由真空吸送的散料可以比采用壓送的含水量高一些。當然,散料因含濕也會帶來一定的好處,即揚塵少,可抑 制靜電積累和粉塵爆 炸。
雖然氣力輸送在工業中已廣泛應用了數十年,尤其在應用密相氣力輸送技術后有了更長足的發展。但是,人們迄今不得不主要依靠對某種散料在全尺度實驗臺上進行 氣力輸送試驗,來判定該散料是否可以密相輸送和何種流動模式。因此,研究散料處理是前途的課題之一是,要求能夠通過對料性試驗數據分析來預測粉粒料是否可采用密相氣力輸送及其流動模式。人們在試驗桌上對物料進行各項參數的測定,將得到的數值與實際全尺度試驗結果關聯起來,或者根據已有的運轉經驗來推斷。
