几乎任何干燥的粉粒体物料都可以采用气力输送系统进行输送，并且可实现长距离、高输送量。然而，由于输送介质（即气体）是可压缩的，实际过程中气力输送系统的输送性能存在一些限制。输送性能由五大关键参数决定：管道内径、输送压力、输送距离、输送气速和物料特性。其中管道内径、输送压力、输送距离、输送气速的影响是可预测的，而物料特性的影响目前尚未被完全理解。

1、管道内径

管道内径是输送量的主要影响因素，增大管径可提供更大的流通面积，显著提升输送量。例如，管径增大20%，输送量可提升约40%。

2、 输送压力

虽然气体可以被压缩到非常高的压力，但通常不便使用高压气体作为输送介质。原因在于气体是可压缩的，因此其体积流量随着压力的降低而不断增大。在气力输送系统中，通常将压力高于100kPaG的工况称为“高压”。例如，当管道始端压力为100kPaG，末端压力为大气压，管道末端的输送气速相比始端将翻倍。通过增大末端管道的管径可以在一定程度上应对气体膨胀，但会提高设计的复杂程度。因此，当接料罐的压力处于大气压时，气力输送系统发料罐的气体压力很少高于100kPaG。

然而，当接料罐存在压力时（即气力输送的背压不为0），发料罐可以使用高压气体，2MPaG的输送压力并不罕见。在高背压的情况下，气体的膨胀受到显著限制。正是基于该原因，变管径（越靠近末端的管段管径越大）的气力输送系统可被设计用于超长距离输送。

值得注意的是，输送压力与输送压降的概念容易混淆。输送压力指的是输送管道一端的压力，在正压输送系统中指管道始端的压力（正值），在负压输送系统中指管道末端的压力（负值）。而输送压降则表示输送管道始端与末端的压力差，始终为正值。只有当接料罐的压力处于大气压时（即输送背压为0），输送压力才与输送压降相同。当管道内径一定时，输送压降越大，输送量近似线性增大。

3、 输送距离

类似于液体或气体的单相流，气力输送系统的输送压降近似地与距离成正比。因此长距离输送往往意味着较大的输送压降。然而，对于大多数输送项目来说，采用高压输送并不方便。因此，就气力输送而言，超过1.6公里意味着距离较长。

4、 输送气速

气力输送系统的关键设计参数是输送气速，更具体地说，是管道始端的气体速度。由于气体沿着管道不断膨胀，无论是正压输送系统还是负压输送系统，管道始端（即物料进料点附近）的输送气速总是最低。相应的，管道末端的输送气速总是最高。管道始端输送气速的确定对于气力输送系统的成功运行至关重要，其在很大程度上取决于待输送物料的特性以及输送流型。对于稀相输送，该气速通常大于15m/s。对于密相输送，该气速通常大于3m/s。

5、 物料特性

被输送物料的物性对气力输送系统的输送性能有重要影响。物料特性决定了其在气力输送系统中的密相输送潜力，以及所需的最小输送气速。因此，深入研究不同物料的物性对输送特性的影响具有重要意义。

物性的影响可以分为微观与宏观两个尺度，微观尺度是指粉粒体颗粒的尺寸及分布、颗粒形状及分布以及颗粒密度等，宏观尺度则指空气-物料相互作用，如气体保留能力和透气性。宏观尺度的参数由于具有更好的可测量性，更容易被充分理解。通常，具有良好气体保留能力或良好透气性的物料将能够在气力输送系统中以密相和低速输送。既没有良好气体保留能力也没有良好透气性的物料将仅能采用稀相输送。

低速密相流有两种主要机制。对于具有良好气体保留能力的物料，倾向于以流化密相的形式输送。在水平管道中，绝大部分物料将沿着管道底部流动，气体在管道上部，其中的物料浓度很低。对于流化密相输送，存在明显的流动脉动，表现为物料平稳流动，然后突然停止一两秒，接着再次平稳流动。在竖直管道中，物料流动也存在脉动，在流动停止时，物料瞬间回落到管道中。

对于具有良好透气性的物料，倾向于以料栓的形式输送。料栓充满管道的整个截面，并由短的气体间隙分隔。随着输送气速的降低，料栓之间的空气间隙逐渐被沿管道底部流动的物料填满，料栓最终沿着几乎静止的物料床层顶部像波纹一样移动。随着输送气速的降低，物料流速也降低。

几乎完全由单一尺寸的大颗粒组成的物料，如塑料颗粒、花生以及某些谷物和种子，非常适合以栓流输送。在稀相输送中，纤维缠绕互锁和颗粒磨损是阻碍这些大颗粒高效输送的主要问题。由于栓流需要非常好的透气性，气体在物料输送过程中很容易渗透物料，因此栓流输送的固气比通常小于30。

6、 总结

气力输送系统的设计需综合权衡五大参数：管道内径，决定基础输送量；输送压力与距离需匹配项目需求与成本；输送气速需适配物料特性；物料性质直接决定输送流型及可行性。在实际应用中，应当基于物料性质测试与输送试验数据，优化参数组合。对于复杂场景（如超长距离或特殊物料），管道变径与料仓下料优化可显著提升气力输送系统的可靠性。