水力输送作为一种物料输送方式,在实际生产中常应用于远距离的固体物料输送。本课题以粒径5mm—15mm,密度1.2g/cm3—2g/cm3的固体颗粒物料作为研究对象,实现输送量100kg/h—200kg/h,总输送距离大于50m,输送约高度3m的水力输送。通过对传统的单循环水力输送系统的不足,结合输送需求,在双循环系统的基础上以输送功能作为设计准则,设计三循环回路水力输送系统,以输送过程的工艺参数作为测控指标,对输送系统结构部件进行优化设计,构建集成测控系统。主要内容包括:(1)针对水力输送的功能需求,将系统分为5个子系统:动力系统、管路系统、冲洗系统、加料系统、回水过滤系统,按照工艺、结构参数的分类,确定各子系统的相关功能参数。结构参数为设计参数,工艺参数中的部分参数为测控参数,其余参数需进行计算仿真分析。研究各子系统间相关参数输入输出关系,构建水力输送系统各功能参数的相互关系体系,为系统设计提供模型支持。(2)通过构建理论计算模型,对子系统进行结构参数优化设计,以临界流速作为为计算标准,分析管路内的阻力,得到管路的能量损失和输送必需的有用功、有用功率。以文丘里加料装置料入口吸入压力和吸入流速作为计算标准,分析不同喉管直径、扩散口直径、喉管距扩散口距离对吸入压力、流速的影响,从而得到文丘里加料装置的设计方案和数值模拟方法。以过滤效果作为依据,分析不同滤网过滤方式对水粉过滤效果的影响,确定水粉过滤装置的设计方案。(3)将输送系统运行状态分为开机过程、运行过程、停机过程三种不同工况,通过对不同工况的流场分布计算,分析不同工况下检测参数的变化情况,确定数据采集点位置及元件选型,并根据系统不同运行过程确定测控方案。(4)针对系统不同运行过程的测控方案,对输送系统的测控系统集成,研制了以PLC作为系统控制器的测控系统,设计远程控制和现场控制双模式,实现对水力输送系统工艺参数调控,同时开展了物料含水率在线检测的研究,为最终产品的在线检测提供技术支持。