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当a、B管穿过球形弯头90° 转向时,从a管流入钢球的流体速度急剧下降3-5倍(由于横截面积增加了3-5倍)。其次,流入球形弯头的空气很难直接冲洗到球的内表面。相反,它与球中的漩涡摩擦,交换物质和能量。因此,缓冲作用减弱了液体对钢球的直接磨损。球内的漩涡直接磨损球壁。涡速相对较低,主要集中在进出口管与球体C、D、e、F的交界处。这成为个球面弯头被磨穿的地方。即使如此,无钢筋球形弯头的使用寿命是普通弯头的3-5倍,使用寿命可达到10年以上(输送水泥)。如果对进出口管与球体连接处的球面进行补强焊接,则使用周期较长。
对于球形弯头,类似的曲率半径R‘与球的直径和管道的旋转角有关,当它以90°的旋转角输送时,R’≈r球被证明如下:
结果表明,在相同阻力系数Zeta‘的条件下,135°转向的球形弯头直径比90°旋转球形弯头的直径小2.5倍。
例如,如果气力输送管内径为D≤200 mm,用于90°转弯的球形弯头直径为800 mm,则R≤400 mm,R≤D≤2,其相似阻力系数Zeta‘≈1.5(见表)。如果管道转动135°,球形弯头的直径为800/2.5≤320 mm,其Zeta’≈1.5保持不变。
应用中球肘直径的选择应根据管道系统的实际情况而定,通常为管道内径的3≤6倍。当确定管道的总压降、旋转角和安装条件时,也可确定球形弯头的直径。
将两个球冠和六个16件(按球的大小等份)组装成一个空心钢球。
球形弯头的安装更加灵活方便,根据管道的方向和旋转角度以及管道外径的大小,在球面上放置和划线两个孔,为了提高耐久性,将4~6mm钢板焊接在孔周围50~80 mm宽的范围内,将球提升到安装位置,插入进、出口管中进行焊接和固定。
从微观角度看,球形弯头内流化材料的流动是非常复杂的,本文仅从工程实践的角度来讨论球形弯头的流场分布、阻力系数和合理的球径,以期有助于提高球形弯头的设计水平和使用寿命,使其在气力输送管道系统中得到更广泛的应用。
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