气力输送作为一个重要的输送技术,在化学制品和工业生产的运输过程中有着大量的运用,例如煤炭能源转换系统、制药过程、水泥生产及固体的干燥运输等。尽管气力输送系统拥有安全性好、成本低、自动化高、布局灵活以及对环境友好等优点,但传统的气力输送系统在输送过程中,容易产生能耗过高、管道损坏及粒子磨损严重的情况。因此,气力输送系统的主要设计指标就是,在保证系统稳定运行的情况下,尽可能地降低压力损耗和最小输送速度。本文针对上述问题,通过实验研究和理论分析相结合的方法,在气力输送系统中分别研究水平及垂直软鳍对系统节能性的影响。主要研究内容如下:(1)针对一种新的气力输送系统节能装置,即可自由振荡的软鳍。通过在管道入口轴面处水平或垂直安装软鳍,达到降低系统能耗并减少最小输送速度的目的。通过实验研究水平管气力输送系统中,不同长度的软鳍对系统压力损失、输送速度、颗粒流型、能量损失、附加压力损失以及粒子的运动特性的影响。发现使用软鳍节能装置的气力输送系统,拥有比传统气力输送更低的能耗及最小输送速度。(2)通过安装水平及垂直软鳍的气力输送系统,利用高速PIV设备和图像处理技术得到的粒子流动模式及粒子速度的分布情况,并采用快速傅里叶(FFT)变换对实验数据进行分析。发现在安装了软鳍尤其是在安装长软鳍的情况下,粒子活性更高,粒子悬浮情况得到明显改善。并且安装长软鳍时的粒子速度要高于其他工况,说明安装长软鳍更容易加速粒子运动,且有益于降低压力损失和最小输送速度。通过对比两种安装方式的实验数据,证明了垂直安装的软鳍对气力输送节能效果更好。(3)对水平及垂直安装软鳍的情况,分析粒子脉动速度的功率谱特性。发现在使用软鳍尤其是长软鳍时,即使输送速度相对较低,所测得的功率谱的峰值也比未安装软鳍时高。软鳍产生的振荡流使颗粒的加速和悬浮效果得到很好的提升,证明提高软鳍振动频率能有效地达到节能效果。