(一)彎頭的轉彎角度
彎頭的轉彎角度也稱彎曲角度,常用角度為30°、45°、60°、90°、120°等,角度越小,阻力系數越??;角度越大,阻力系數越大。例如,90°彎頭的阻力系數是60°彎頭1.3倍,是30°彎頭的2.2倍。
(二)彎頭的節數
因為軋花廠管道及彎頭一般都用白鐵皮制作,所以彎頭由多節構成,顯然節數越多,彎頭弧線越圓滑,阻力系數越??;節數越少阻力系數越大。較少的4節,較多的10節,例如,4節彎頭的阻力系數是10節彎頭的1.2倍。為了便于氣流轉向減少阻力,要求彎頭兩端為半節,角度為中間節的1/2,而且要求中間節最窄處寬度尺寸不低于50 mm。以90°七節彎頭為例,要有五個中節(中間的)各15°,兩個端節(兩端的)各7.5°。其它角度的彎頭也要參照此法確定中節和端節。詳見表4。
(三)彎曲程度
彎頭的彎曲程度由曲率半徑大小來決定,曲率半徑是指從彎頭圓心到彎頭管道中心線的旋轉弧半徑,一般先確定曲率半徑是管道直徑的n 倍,再根據n=R/D 計算曲率半徑。曲率半徑越大彎頭阻力越小,曲率半徑越小彎頭阻力越大,例如,一個曲率半徑R=3D 的90°彎頭,其阻力相當于6.5 m長等管徑直管道的沿程阻力,如果R=D,則其阻力相當于12 m長等管徑直管道的沿程阻力??梢?,在條件允許的情況下應盡量加大曲率半徑。具體倍數還要根據管徑大小、輸送物料情況、空間位置等確定,一般可取R=1D~10D 倍。外吸籽棉管道混合比大、風速高、重雜多,建議選擇R=4D~6D。
(四)彎頭的壁厚
輸送物料的管道彎頭很容易磨損,特別是密度較大的顆粒狀物料,其中含有高密度石子、泥沙等重雜的物料,在高速氣流帶動下沖擊到管壁,會促使管壁快速磨損,圖1、圖2就是軋花廠已磨損的管道彎頭。顯然,首先被磨漏的都是管道彎頭的外壁。外壁易磨損的原因主要與氣流在彎頭中的運動軌跡有關。物料或雜質密度遠遠大于空氣,物料或雜質受自身慣性的影響很難急速轉彎,容易沖撞到彎頭外側的管壁上再折射下來,反而不易接觸到彎頭的內壁,所以在彎頭外側有部分物料和雜質會形成渦流,在彎頭內側有部分氣流形成渦流,兩者都在消耗輸送的能量,這就是局部阻力,如圖3。
輸送純空氣或皮棉、短絨時彎頭可用1 mm左右的薄鐵皮制作,而輸送籽棉、棉籽或不孕籽棉等雜質時應使用3 mm左右的鐵板制作彎頭,必要時可以選擇耐磨性更好的不銹鋼薄板。
(五)彎頭的繪圖與加工
制作彎頭的關鍵在于畫出精準的平面展開圖。傳統的做法主要是憑經驗數據和算法手工操作,對于較薄的鐵皮,在鐵板上直接劃線或按預先制作的樣板劃線剪裁,手工打制或機械壓合;對于較厚的鐵板,選擇與管道等直徑的直管按角度劃線切割后再焊接成型。隨著計算機技術的普及和數控機床的廣泛應用,應使用鈑金展開軟件通過計算機自動繪圖,快速精準,其特點是繪制展開圖時不用任何復雜的計算也不用手工劃線,用激光切割機自動下料??傊?,應用鈑金展開軟件設計制作,還可以快速繪制各種復雜的異形構件展開圖。圖4、圖5、圖6為應用鈑金展開軟件繪制的管道十節彎頭構件圖和中節、端節展開圖。