气力输送系统的管道布置是非常讲究科学的，除了要充分考虑各种物理因素（即压力，气流和速度）外，在气力输送的多年经验中，总结出了关于管道布局有关的一些规则。一些与管道布局有关的规则将贯穿设施：

1、选择最直接的路线-最短的距离和最少的弯管

2、避免连续弯管

3、管道水平或垂直布置-避免倾斜

在气力输送系统中，关于管道倾斜的研究可能是最少的，有时与其他建议不一致。最直接的管道布线将产生最低的工作压力和能耗。如果管道有畅通无阻的路径，则与任何垂直和水平管路相比，倾斜都将更直接。同样，对于垂直高度的微小变化，两个弯管将需要彼此靠近（背对背）。解决此问题的方法是在其位置使用倾斜管。由于矛盾是不可避免的，因此逻辑表明较少采用两种邪恶的方法。无论哪种违规行为带来的负面影响最小，都是首选。难点在于，如果对斜管的理解不够清楚，如何评估这种比较。为了帮助回答这个问题，

背景技术
由于没有两个应用程序是完全相同的，因此每个管道系统都将是唯一的，并且具有对常规路线进行某种程度的自定义的功能，从而避免了障碍物和通往目的地的正确标高的首选路径。通常，由于与钢之间的相互作用，在水平放置或升高垂直放置时更容易支撑管道。它们在图纸和等轴测图中的显示效果也更好，因此设计师通常会倾向于这种做法。但是，遇到障碍物，狭窄空间或高度或方向的细微变化时，可能需要采用其他解决方案。细微的变化（例如3度角）对气力输送系统影响很小，因此该角度必须足够大以值得特别考虑。可以通过三种方式考虑倾斜管道：

1）水平管上升超过10度*
2）垂直管倾斜超过10度
3）水平管下降超过10度

*阈值角度范围为7至15度，具体取决于信号源

首先，我们将处理第一种情况，即水平管以大于10度的角度上升到45度（包括45度）的坡度。在45度以上的坡度从技术上讲将属于有角度的垂直线的第二类，但是我们可以相信，学习将在某种程度上扩展到这个领域。在这两种情况下，重力都不利于水平或垂直移动物料的努力。在垂直布置中，行程与重力直接相反。如果空气速度高于材料的空气动力学最终速度，那么它将随着势能的升高而升高。在水平布置中，颗粒要么通过产生升力并带走颗粒（稀相），要么使颗粒搁置在管道底部并克服重量摩擦而间接地与重力相对。当管道倾斜一定角度时，似乎两种机制都在起作用，但是取决于角度和材料特性而不同。在第三种情况下，重力在材料流过管道时帮助其流动。最初，随着角度变陡，它有助于水平移动。最终，倾斜角将大于材料在管壁上的滑动角，并且在有或没有气流的情况下，材料都会流动。因此，我们可以消除第三种情况（管道下降），而将注意力集中在倾斜管道上。

实验
创建了一个实验来分析倾斜管道与传统管道布置相比的情况。在图1中，我们可以看到气动输送系统的进料点，该系统使用了由称重皮带进料的气闸。水平移动短距离后的管道然后通过两条路线到达相同的目的地-其中一条是21度的坡度（50英尺）。通过使用相同的进料源并将物料通过相同的连接点并进行操作类似地，在系统上，我们也进行了比较分析。选择了四种具有一定密度和粒径范围的材料（见图2）。这些材料可以在稀相，浓相或两者中进行处理。每种情况的目标是两种不同的比率。

除了正常的传输数据（气流，压力，速率）外，沿传输线还配备了压力变送器，以产生更清晰的区域内传输损耗。我们可以看到“部分”的总体压降，其中包括使物料从进料点到达连接点（P1-P3）。为了进行比较，倾斜的管子的总长度较短（想想直角三角形的斜边），而弯头的角度要少一个90度。我们还可以看到“段”的压力，该段等于倾斜的管道或水平的管道（P2-P3）的长度。这样，我们可以看到不同流量类型的校正因子。

该测试中的密相气力输送系统主要是使用连续密相气力输送系统设备（气闸进料）产生的，以记录稳态条件。或者，使用间歇密相气力输送系统容器与补充的下游空气注入一起输送天然糖产品。传送多批次，并且将每次运行的值平均。尽管重要的是要证明倾斜管可用于各种进料设备，但所得数据可与其他使用稳态运行的数据进行比较。

结果与分析
一旦收集了数据，我们就可以开始更多地了解倾斜管道方法与标准水平/垂直管道的比较方式，以及在系统设计中应如何考虑坡度。由于倾斜的输送管的距离在技术上比标准距离短（14英尺，少了一个弯头），因此可能出现三种情况：

1、净收益–长度缩短的收益大于使用倾斜的收益

2、空效果–长度较短的好处可以平衡使用倾斜的危害

3、净损失–倾斜的损失超过了较短长度的好处

各种输送运行的结果可以在图3中找到，并在此处按材料进行汇总。

玻璃填充颗粒 
对于密相和稀相，“玻璃纤维填充的PE颗粒”的截面结果均为无效。对于高速率和低速率，在两种管道布置中均观察到大约相同的压降。在分段结果中，与水平管道相比，倾斜需要2-2.5倍的压降。密相气力输送系统气流是相同的，而稀相运行需要多11-15％的气流/速度，以使物料有效地向上移动（取决于速率）（低速率11％，高速率15％）。定性地，颗粒在密相气力输送系统中通过倾斜的部分形成了良好的块状形成，几乎没有材料沿倾斜滑落。稀释时，必须增加气流以防止物料从悬浮液中掉出。一旦发生盐析，系统很难恢复。

生咖啡豆
为“绿色咖啡豆”的部分研究结果表明在这两个密和稀相净损害。分段结果显示，在密相气力输送系统中，倾斜压力降比水平高4.5倍，在稀相中，倾斜压力降高2-2.3倍。致密相气力输送系统的气流显着增加了35-45％，而稀相的气流仅增加了3-9％。定性地可以看出，在密集阶段，豆子会向下倾斜，这为系统克服了额外的工作。在20度下测量滑动角。

植物种子
“植物种子 ”的切片结果显示在稀释阶段有净损害。该段的损耗是等效水平长度的1.2-1.6倍，这对其本身的影响很小。但是，保持物料夹带所需的气流要高25-40％。因此，额外的气流和速度会对系统的其他区域产生负面影响。定性地，种子很难被夹带在气流中，从而导致更高的气流。测得的滑动角为28度。

天然黑糖
“天然黑糖”的切片结果显示出浓密相气力输送系统流的净收益。倾斜段的损失等于水平段的损失，因此较短的长度提供了较低的总压降。不需要额外的气流来传送通过倾斜管，并且可以观察到良好的团状形成。在30度下测量滑动角。

结论
气动输送系统中倾斜的影响因输送阶段和物料而异。稀释阶段的结果表明，与水平管道相比，要使材料保持向上倾斜，需要更高的空气流量，水平管道的额外空气量应低至3％至45％。对于单一材料，输送速度（或线负载）是需要多少额外空气的有力指标。但是，在不同的材料之间几乎没有关联。对于丸状物料，段压力始终为水平的2倍，对于21度倾斜的粒状产品，段压力稍小（1.2-1.6倍）。总体而言，在稀相中使用倾斜需要较高的气流和压力，但是可以这样做，尽管系统可能不会那么强大。输送线上较轻的负载需要较少的校正。

在密相气力输送系统中，与材料的滑动角度相比，管道的倾斜显得重要。当物料滑动角显着大于管道角时，倾斜的影响为零或净收益（段压力的1-2.3倍），并且不需要其他空气作为动力。当滑动角妨碍输送时，冲击力将翻转为有害物质（4.5倍扇形压力），并且需要更多的空气才能将物料向上输送。相对输送速度与结果无关。总体而言，如果物料滑动角大于管道倾斜角，则几乎不需要或不需要额外的气流或压力。如果滑角相反，则可能需要额外的空气和压力降。