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球形彎頭也稱轉(zhuǎn)向球,在水泥及生料的氣力輸送系統(tǒng)中,作為管道彎頭的代用件,以其制作簡單,安裝方便,耐用性能好等優(yōu)點(diǎn),在大中型水泥廠的氣力輸送中應(yīng)用日益廣泛。

在二維空間內(nèi),以90°球形彎頭為例,當(dāng)流態(tài)化的料氣混合物以速度v1從A管流入球內(nèi)時,如圖1所示,因入口截面積突然擴(kuò)大,使流動的連續(xù)性被破壞。

氣流在球內(nèi)速度迅速降低的同時,壓力升高,即流體的動能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ�。球�?nèi)不斷升高的壓力迫使流體從B管流出,流動達(dá)到相對穩(wěn)定狀態(tài),如圖1③所示。從①到③的這一轉(zhuǎn)變及流動的重新分布是在一個極短暫的時間內(nèi)完成的速度、壓力和能量轉(zhuǎn)換過程。

由于球內(nèi)氣流渦旋及摩擦的存在,使球形彎頭內(nèi)的這一轉(zhuǎn)變過程產(chǎn)生了能耗。因而出現(xiàn)了物料傳輸中的彎頭壓力損失。

料氣混合物在球形彎頭內(nèi)的流動則與普通彎頭不同。從圖1③可以看出,當(dāng)A、B兩條管道通過球形彎頭作90°轉(zhuǎn)彎時,A管流入球內(nèi)的流體,首先速度銳減3～5倍(因截面積增大3～5倍),其次,氣流進(jìn)入球形彎頭內(nèi)很難直接沖刷到球的內(nèi)表面,而是與球內(nèi)的渦旋發(fā)生摩擦及物質(zhì)和能量的交換。因此,流體對球體的直接磨損被緩沖而削弱
對球壁直接磨損的是球內(nèi)的渦旋。而渦旋的旋速較低又集中在進(jìn)、出口管與球體的交接部位C、D、E、F(圖1③)。這里成為球形彎頭最先被磨穿的地方。即使如此,球形彎頭在不加固的情況下,其使用壽命也比普通彎頭長3～5倍,使用期可達(dá)十年以上(輸送水泥)。