1．负压气力输送系统的计算方法与技术指南

（1）引言

负压气力输送系统（真空上料系统）凭借其密闭无尘、高效灵活的特性，广泛应用于化工、制药、食品等行业的粉体物料输送。科学的设计计算是确保系统稳定性、能耗优化及成本控制的核心。本文从输送能力、管道设计、压力损失等维度解析计算方法，助力企业精准选型与技术推广。

2．一、负压气力输送系统核心参数与计算公式

（1）1. 输送能力计算

目标：确定系统每小时处理量（Q，单位：kg/h或t/h）。
公式：
[ Q = 3600 _b A v ]
参数说明：
- ( _b )：物料堆积密度（kg/m³）；
- ( A )：管道截面积（m²），( A =   )（D为管道直径，m）；
- ( v )：气流速度（m/s），一般取15-25m/s（轻质粉体取低值，重质颗粒取高值）；
- ( )：输送浓度比（固气比），通常为2-10（负压系统常用范围）。

示例：输送堆积密度为800kg/m³的树脂粉末，管道直径0.1m，气流速度20m/s，固气比5：
[ Q = 3600      ,   ]

（2）2. 管道直径选择

目标：平衡输送效率与能耗，避免堵管或磨损。
经验公式：
[ D = 0.036   ]
优化建议：
- 轻质粉体（如淀粉）：D=80-150mm；
- 重质颗粒（如塑料粒子）：D=150-300mm。

（3）3. 系统压力损失计算

总压力损失（ΔP） = 管道沿程损失 + 局部损失 + 分离器损失 + 吸嘴损失
关键公式：
1. 沿程阻力（ΔP₁）：
[ P_1 =   (1 + K ) ]
- ( )：空气摩擦系数（0.02-0.04）；
- ( L )：管道总长（m）；
- ( _a )：空气密度（1.2kg/m³）；
- ( K )：物料附加阻力系数（1-2，依物料特性而定）。

2. 局部阻力（ΔP₂）：弯头、阀门等部件损失，通常按等效长度法计算。

3. 分离器阻力（ΔP₃）：根据设备参数取值，一般为1000-3000Pa。

示例：系统总长50m，3个90°弯头（等效长度各10m），分离器阻力2000Pa：
[ P = P_1 + 3 P_{弯头} + P_3 ]

3．二、设计步骤与优化要点

1. 输入条件确认：物料特性（密度、粒径、湿度）、输送量、距离、高差。

2. 初选参数：气流速度、固气比、管道材质（不锈钢/耐磨陶瓷内衬）。

3. 迭代计算：调整管道直径与真空泵功率，直至满足ΔP＜真空泵最大负压（通常-0.4至-0.6bar）。

4. 关键设备选型：

– 真空泵：根据风量（( Q_a =   )）与ΔP选择；

– 过滤器：过滤面积≥系统风量/（滤材透气率×压差）。