確定氣力輸送系統中的 **氣固比（G/S，物料質量流量與空氣質量流量的比值）

** 是系統設計的核心步驟，需綜合考慮物料特性、輸送方式、系統工況及設備能力。以下是具體方法和步驟：

 ### **一、基于物料特性的基礎原則** 

#### 1. **顆粒物理性質** - **粒徑與密度**： - **小粒徑、低密度物料**（如塑料粉末、粉煤灰）：流動性好，可采用 **高G/S**（密相輸送，G/S=20~100），減少空氣消耗；

 - **大粒徑、高密度物料**（如金屬顆粒、礦石）：需更多空氣懸浮，采用 **低G/S**（稀相輸送，G/S=5~20），避免沉積堵塞。 - **流動性與吸濕性**： - 流動性差或易結塊的物料（如潮濕粉末）

：降低G/S（避免濃度過高導致堵塞）； - 流動性**的物料（如干燥PVC顆粒）：可適當提高G/S（提升輸送效率）。

 #### 2. **堆積密度（ρ_s）** - 直接影響濃度上限：堆積密度越高（如金屬顆粒ρ_s>2000 kg/m3），相同體積內可輸送的物料質量越大，G/S理論上可更高，但需匹配足夠的氣速以克服重力。

 ### **二、按輸送類型選擇典型范圍**

 #### 1. **稀相輸送（物料懸浮態）** - **適用場景**：短距離（<100m）、中小輸送量、顆粒/粉末流動性好。 - **G/S范圍**：5~30（通常負壓系統G/S=5~15，正壓系統G/S=10~30）。 

 - **特點**：氣速高（15~30m/s），系統壓力低（正壓<0.3MPa，負壓>-0.06MPa），對管道磨損較大。 

 #### 2. **密相輸送（栓流或集團流動）** - **適用場景**：長距離（>100m）、大輸送量、需保護物料（如避免破碎）。 - **G/S范圍**：20~100（氣鎖閥式G/S=20~50，倉式泵G/S=50~100）。 - **特點**：氣速低（5~15m/s），系統壓力高（正壓0.3~1.0MPa），需防堵塞設計。

 ### **三、參考行業經驗數據與公式** 

#### 1. **行業常用氣固比表** | **物料類型** | 稀相輸送（G/S） | 密相輸送（G/S） | 典型應用場景 | |----------------------|-----------------|-----------------|----------------------| | 塑料顆粒（PE/PP） | 5~20 | 20~50 | 注塑廠原料輸送 | | 塑料粉末（PVC/ABS） | 3~15 | 15~80 | 管材生產線配料 | | 谷物/食品顆粒 | 8~25 | 25~60 | 糧油加工 | | 礦物粉末（碳酸鈣） | 2~10 | 10~100 | 建材行業粉料輸送 | | 煤粉 | 10~30 | 30~80 | 電廠燃料輸送 | 

#### 2. **經驗公式關聯** - **固氣比（R=G/S）與體積濃度（C_v）關系**： \[ R = \frac{C_v \cdot \rho_s}{\rho_a} \] 其中：\( \rho_a \) 為空氣密度（kg/m3），\( \rho_s \) 為物料堆積密度（kg/m3），\( C_v \) 為體積濃度（稀相0.1~0.3，密相0.4~0.8）。 - **通過*小懸浮速度（v_min）估算**： 氣速需≥\( v_min \)，此時*低G/S對應剛好懸浮物料，實際設計中需在此基礎上增加20%~30%裕量。

 ### **四、結合系統工況的設計優化** #### 1. **輸送距離與壓力限制** - **短距離**：可采用較低G/S（減少風機功率）； - **長距離/高揚程**：需提高G/S（減少空氣體積流量，降低管道尺寸和壓降），但需確保壓力設備（如壓縮機）能提供足夠壓力（例如G/S=50時，正壓系統可能需0.6MPa以上）。

 #### 2. **能耗與效率平衡** - **低G/S**：空氣消耗大，風機能耗高，但系統穩定性好（不易堵管）； - **高G/S**：空氣消耗小，節能，但需更高輸送壓力，且對物料均勻性要求高（避免局部濃度過高）。 

 #### 3. **設備兼容性** - **風機/壓縮機選型**：額定流量和壓力需滿足G/S對應的空氣需求（如G/S=30時，1000 kg/h物料需空氣流量 \( Q_m = \frac{1000}{30 \times 1.2} \approx 27.8 m3/h \)）；

 - **管道直徑**：高G/S對應低氣速，可選用小管徑（如DN50~100），反之需增大管徑（如DN150~300）。

 ### **五、試驗調試與動態優化**

 #### 1. **現場調試步驟** 1. **初始設定**：按物料類型選取G/S中間值（如塑料顆粒稀相取G/S=15）； 2. **逐步調整**： - 增加物料供給，觀察壓力變化：若管道壓降驟升，說明G/S過高（需降低）；

 - 降低氣速（即減少空氣流量），若物料沉積堵塞，說明G/S超過臨界值（需降低或提高氣速）； 3. **記錄*佳狀態**：穩定運行時的壓力、氣速、物料流量，計算實際G/S。

 #### 2. **傳感器實時監測** - **質量流量計**：直接測量空氣和物料流量，計算實時G/S； - **壓力傳感器**：監測管道壓降，壓降與G/S正相關（經驗公式：\( \Delta P \propto G/S \cdot L \)，L為管道長度），

異常壓降提示G/S不合理。

 ### **六、注意事項** 1. **避免極端值**： - G/S過低：物料懸浮不充分，沉積磨損管道； - G/S過高：形成栓流堵塞，或超過設備壓力上限（如倉式泵*大填充率限制）。

 2. **物料變化應對**： - 當物料批次更換（如粒徑、濕度變化），需重新測試G/S，必要時調整風機頻率或補氣閥開度。

 3. ****裕量**： - 設計時預留10%~20%的G/S調節范圍，適應工況波動（如溫度變化導致空氣密度改變）。 ### **總結：確定氣固比的流程** 

 1. **分析物料特性**：粒徑、密度、流動性、堆積密度；

 2. **選擇輸送類型**：稀相（低G/S）或密相（高G/S）； 

 3. **參考行業數據**：從經驗表中選取初始G/S范圍；

 4. **結合系統參數**：計算匹配的空氣流量、壓力、管徑；

 5. **現場調試優化**：通過試驗確定*佳G/S，確保無堵塞、低能耗；

 6. **動態監控調整**：利用傳感器實時優化，適應工況變化。 通過以上方法，

可在保證輸送穩定性的前提下，*大化系統效率并降低能耗。