图3.26 物料抛出角、抛出速度向上分量、功耗及效率与叶轮转速及叶片倾角的关系曲线

为了研究物料沿抛送叶片的运动规律对叶片式抛送装置抛送性能（功耗及抛送效率）的影响，对以上工况下叶片式抛送装置所消耗的功率进行了测试，并计算了各工况下的抛送效率（详见第5章5.2节叶片式抛送装置功耗及抛送效率模型的建立以及5.3节功耗试验研究），结果如图3.26所示。图中还由物料沿抛送叶片运动的仿真分析、高速摄像研究得到了各转速及各叶片倾角时物料离开抛送叶片的绝对速度及其向上运动的速度分量以及物料抛出角（叶片从进料口处撞击、带动到抛出物料所旋转的角度）。图3.26a所示为叶轮转速不变（650r/min）时物料抛出角、抛出物料向上速度分量、功耗以及抛送效率与叶片倾角的关系曲线，图3.26b所示为径向叶片时各参数与叶轮转速的关系曲线。

由图3.26a可以看出，转速相同的情况下当物料抛出角大于约60°而小于约130°时，物料离开抛送叶片时向上运动的速度分量较大（大于16.2m/s），而功耗较小（小于1.35kW），抛送效率较高（高于55.65%）。这是因为当物料抛出角在这一范围时物料离开叶片经过外壳出口几乎全部被抛出，所以抛送功耗较小，抛送效率较高，且抛送装置不易堵塞。当物料抛出角大于约125°时，物料离开抛送叶片向上运动的速度分量较小，而功耗较大，抛送效率较低，且随着叶片前倾角的增大，这种趋势越明显。这是由于经过外壳出口时物料未被抛出，部分物料离开叶片与外壳碰撞后随叶轮做环流运动，而部分物料被卡在叶轮与外壳两侧的缝隙间，不但使抛送物料的功耗增加，抛送效率下降，而且极易使抛送装置堵塞。当抛出角小于约60°时，物料离开抛送叶片向上运动的速度分量较小，功耗较大，抛送效率较低。这是因为物料离开叶片后还未到外壳出口，于是与外壳碰撞，然后在叶片和气流共同作用下进入外壳出口，由于与外壳碰撞、摩擦也使抛送物料的功耗增加，效率下降。以上物料运动规律也从物料运动仿真分析、高速摄像研究得到证实。(www.daowen.com)

图3.26b说明叶轮转速越高，物料离开抛送叶片时向上运动的速度分量较大，但功耗急剧增加。由于叶片倾角为零即径向叶片，其物料抛出角范围为80°～85°，所以抛送效率较高（高于65%）。

可见，物料抛出角对于顺利实现物料抛送以及抛送效率至关重要。由以上分析可知当物料抛出角大于约60°而小于约125°时，为物料抛出角最佳范围。

由此可利用所修正ADAMS模型以及虚拟样机软件所提供的优化技术，以使物料抛出角在最佳范围为优化目标，进一步对抛送不同物料时不同叶轮外径、叶片倾角及叶轮转速进行优化分析。