【摘 要】
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在石油化工、电力等工业领域中,很多场所需要使用气力输送装置来运输物料。在物料的输送过程中,物料颗粒之间,颗粒与管道之间存在接触、摩擦和碰撞行为,这不可避免的会导致静电电荷的产生和积累,造成工业生产中的潜在危害。文章通过自主搭建的单颗粒静电实验装置和气力输送系统静电实验装置对颗粒运动模式与静电发生机理进行了研究,考虑了颗粒球形度、粒径、放置方向、输送风速、颗粒装载质量、管道长度、相对湿度等因素对静电
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在石油化工、电力等工业领域中,很多场所需要使用气力输送装置来运输物料。在物料的输送过程中,物料颗粒之间,颗粒与管道之间存在接触、摩擦和碰撞行为,这不可避免的会导致静电电荷的产生和积累,造成工业生产中的潜在危害。文章通过自主搭建的单颗粒静电实验装置和气力输送系统静电实验装置对颗粒运动模式与静电发生机理进行了研究,考虑了颗粒球形度、粒径、放置方向、输送风速、颗粒装载质量、管道长度、相对湿度等因素对静电产生情况的影响,通过数值模拟的方法对单颗粒静电实验所得结论进行更加深入的理论分析。结果表明,在单颗粒静电实验中,颗粒的运动行为随着颗粒球形度的增大,表现为滑动运动,滑动-滚动运动、滚动运动,通过数值模拟的方法发现颗粒运动模式的转变是由其所受合转矩的变化和旋转动能的积累导致的;颗粒的带电荷质比会随着球形度的增大而减小;随着金属板倾斜角度的增大,颗粒的带电荷质比会减小,运动模式发生转变的临界值会减小;随着运动距离的增大,颗粒的带电荷质比会增大,但其静电增长速率会减小,且滑动运动的静电增长速率减小程度大于滚动运动;横向放置的颗粒产生的静电小于竖向放置的颗粒;随着颗粒粒径的增大,颗粒的电荷量会增大,而其带电荷质比会减小。在气力输送系统静电实验中颗粒运动行为表现为滑动、滚动、扬起,各行为颗粒数目占比随风速变化而变化,颗粒的带电荷质比会随着风速的增大而减小;随着颗粒装载质量的增大,颗粒电荷量会增大,而颗粒带电荷质比会减小;管道材料为304不锈钢时,输送的聚丙烯颗粒和玻璃珠带异种电荷;颗粒的带电荷质比会随着管道长度的增加而增大,但增长速率会减小;随着相对湿度的增加,颗粒的带电荷质比会减小。通过对颗粒运动模式与静电产生机理的研究,对目前颗粒在管道中输送时静电的产生机理进行了补充,对如何降低气力输送系统中颗粒静电产生量,消除工业生产中的潜在风险有着重大的意义。
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