Борщёв В.Я. - Оборудование для измельчения материалов - дробилки и мельницы (1093777), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Энергоноситель при расширении в соплах приобретает большую скорость, достигающую иногданескольких сотен метров в секунду. Частицы материала измельчаютсявследствие соударения между собой при пересечении потоков струй, атакже ударов и истирания о стенки камеры.Одним из достоинств струйных мельниц является возможностьпрактически полного исключения загрязнения измельчаемого материала продуктами износа.В зависимости от вида энергоносителя различают воздухо-, газо-,и пароструйные мельницы, в которых энергоносителем является сжатый воздух, инертный газ и перегретый пар, соответственно.По конструкции помольной камеры различают мельницы с противоточной камерой (применяются для тонкого измельчения материа75В.Я.
БОРЩЁВлов), с плоской и трубчатой камерой (для сверхтонкого (коллоидного)измельчения).Мельница с противоточной камерой (рис. 3.8, а) состоит из помольной камеры 1, футерованной износостойким материалом. В камере с противоположных сторон установлены разгонные трубки 2 с размещеннымивРис. 3.8 Струйные мельницыних соплами 3 для подачи энергоносителя. В разгонные трубки по рукавам 4 подается измельчаемый материал. Потоком газа или пара материал направляется в камеру 1, в которой происходит измельчение засчет соударения частиц. Измельченный материал через трубу 5 попадает в сепаратор 6, где происходит отделение крупной фракции. Последняя возвращается на повторное измельчение, а мелкая фракциячерез штуцер 7 выводится из измельчителя.
Питатель 8 служит дляподачи исходного материала.Измельчитель с плоской помольной камерой (рис. 3.8, б) состоитиз камеры 9, коллектора 12 и циклона-сепаратора 14. Измельчаемыйматериал через штуцер 13 подается в камеру 9, в которую из кольце76В.Я. БОРЩЁВвого коллектора 12 через сопла 10 поступает сжатый газ или пар. Приэтом сопла располагаются так, чтобы струи пересекались внутри камеры. Вследствие этого частицы материала, увлекаемые струями газа,соударяются и разрушаются. При вращении пылегазовой смеси в камере более тяжелые частицы оттесняются к ее периферии, где вновьзахватываются потоком энергоносителя, подаваемого через штуцер11.Поток газа с более мелкими частицами поступает в циклонсепаратор 14, в котором большая часть твердой фазы отделяется отгаза и попадает в сборник 16.
Отработанный газ через трубу 15 направляется на окончательную очистку.Струйная мельница с трубчатой камерой (рис. 3.8, в) состоит издвух труб 20 и 24, соединенных снизу подковообразной помольнойкамерой 19, а сверху – дугообразной сепарационной трубой 21. В помольную камеру снизу через два ряда сопел 18, расположенных наклонно одно к другому, из коллектора 17 подводится энергоноситель.Измельчаемый материал из воронки 25 вводится в рабочую зонуэжектором 26, воздух к которому подводится через трубку 27. Частицы материала, увлекаемые пересекающимися струями энергоносителя, измельчаются в результате взаимных соударений, а также ударов остенки и истирания. Энергоносителем частицы перемещаются вверхпо трубе 20.
В сепараторе за счет поворота пылегазового потока болеекрупные частицы отходят к периферии и с нисходящим потоком потрубе 24 возвращаются на повторное измельчение. Очищенный газ смелкими частицами проходит через жалюзийную решетку 23 и черезпатрубок 22 направляется на дальнейшую очистку в фильтры. Приэтом из отходящего потока с помощью жалюзийной решетки удаляются более крупные частицы.Противоточная эжекторная струйная мельница (рис. 3.9) состоит из размольной камеры 5, защищенной изнутри износостойкимиэлементами 8, двух расположенных друг против друга разгонных трубок 4 и 9.
Материал из бункера 2 поступает в разгонные трубки 4 и 9,подхватывается сжатым воздухом, подаваемым по трубкам 3 и 10, ивыноситсявпомоль-77В.Я. БОРЩЁВРис. 3.9 Противоточная эжекторная струйная мельницаную камеру 5. Измельчение материала происходит за счет соударенийчастиц во встречных вихревых потоках. Измельченный материал отработанным воздухом по трубе 6 выносится в сепаратор, присоединенный к фланцу 7. Люки 1 служат для ревизии состояния сопел и ихрегулирования.Широкое применение струйных мельниц (при их несомненныхэксплуатационных преимуществах) сдерживается относительно высоким расходом дорогостоящего энергоносителя.Методика расчета струйных мельниц, разработанная В.И.
Акуновым [16], основана на использовании экспериментальных данных, полученных на модельных установках. При этом необходимо обеспечить одинаковые условия измельчения на модельных и промышленных установках. В первую очередь должны быть постоянными (рис.3.10):1) расход материала на единицу площади сечения разгонных трубокKт =78Пм2П м=22 (π d т / 4) π d т2;В.Я. БОРЩЁВРис.
3.10 К методике расчета противоточных струйных мельниц2) концентрационная напряженность размольной зоны по материалуKп =Пм4 Пм=π d т2π d т2 lтlт4,где Пм – производительность модельной мельницы.По экспериментальным данным, полученным на опытной мельнице, находят постоянные величины Kт и Kп. Затем по заданной производительности промышленной мельницы П′м определяют:• диаметр разгонной трубкиd т′ =•2 П′мπ Kт,расстояние между торцами разгонных трубокlт′ =4 П′мπ (d ′ ) 2 Kт.пДля модельной мельницы можно записатьπ d с2Gв Vв=43600 ωк.(3.7)где dс – диаметр сопла модельного измельчителя; Gв – расход энергоносителя в модельном измельчителе; Vв – удельный объем энергоносителя;ωк – скорость энергоносителя в сопле.Для промышленной мельницыπ (d c′ )2Gв′Vв=43600 ωк.(3.8)Из уравнений (3.7) и (3.8) получают79В.Я.
БОРЩЁВ(d c′ )2d с2=Gв′Gв,откудаd c′ = d c Gв′ / Gв,(3.9)где d с′ – диаметр сопла промышленного измельчителя; Gв′ – расходэнергоносителя в промышленном измельчителе.Делается допущение о постоянстве удельного расхода энергоносителя при измельчении материала, определяемого опытным путем,т.е.Gв= K м = const ,Пмтогдаиd c′ = d c П′м /П м .Длина разгонной трубки Lт′ определяется по значениям d т′ и d с′ изсхем движения энергоносителя в разгонной трубке (рис. 3.11):Lт′ = l1′ + l2′ ,Gв′ = K м П′мгде l1′ – длина участка расширения струи; l2′ – оптимальная длина участка разгона частиц.Рис. 3.11 К определению зависимости между параметрами процессаизмельчения в противоточных струйных мельницахДлина участка расширения струиl1′ =d т′ − d с′,2 tg (θ / 2)где θ – угол расширения струи.Значения величин l2 и θ определяются опытным путем.80В.Я.
БОРЩЁВРазмеры помольной камеры (диаметр dк и длина Lк) определяютсяпо рекомендациям в зависимости от диаметра разгонных трубок:dк = 3 d т ,Lк ≈ 3 d к .Нормальная работа струйных мельниц определяется обеспечениемтаких скоростей соударения частиц материала, при которых они будутразрушаться. В противоточном струйном измельчителе скорости движения соударяющихся частиц ω0 равны между собой. В момент удараминимальная скорость соударения частиц равнаω0 = ωy / 2 ,где ωу – результирующая скорость соударения двух движущихся навстречу друг другу частиц.Для простоты дальнейших рассуждений скорость вылета частицыиз разгонной трубки принимают равной ω0.
По длине разгонной трубки выделяют два участка (рис. 3.11): участок подсоса материала l1′ иучасток разгона частиц l2′ , на котором скорость частицы становитсяравной ω0. На частицу в разгонной трубке действует сила лобовогосопротивленияP = c ρ S ω2т ,(3.10)где с – коэффициент лобового сопротивления; ρ – плотность энергоносителя; S – площадь проекции тела на плоскость, перпендикулярную к скорости невозмущенного потока (миделево сечение); ωт – скорость невозмущенного потока, или скорость в разгонной трубке.Под действием силы лобового давления частица равноускореннодвижется в направлении ее действия.
При этомP = ma = (q / g ) a ,(3.11)где q – вес частицы; а – ускорение движения частицы.При равноускоренном движении частицы ее конечная скоростьω0 = а.τ, а пройденный путьl ′2 = a τ 2 / 2 .Следовательно,a = ω02 / (2 l2′ ) .(3.12)С учетом выражений (3.10) – (3.12) получают81В.Я. БОРЩЁВω2т =q ω022 g c ρ S l2′.(3.13)Для частиц шарообразной формы диаметром d формула (3.13)приобретает видω2т =d ρ т ω03 с g ρ l2′,(3.14)где ρт – плотность измельчаемого материала.Из формулы (3.14) видно, что скорость энергоносителя в разгонной трубке уменьшается с увеличением его плотности и длины трубкии возрастает с увеличением плотности и прочности измельчаемогоматериала.
Скорость энергоносителя для конкретного материалаωт = k / l2′ ,где k – коэффициент пропорциональности.Скорость энергоносителя в разгонной трубке связана со скоростью истечения его из сопла соотношениемωт d c2=ωс d т2,(3.15)где dс – диаметр сопла; ωс – скорость истечения энергоносителя из сопла.Скорость истечения энергоносителя из сопла может быть определена по формулеωс = 2 gE ,(3.16)где Е – кинетическая энергия газа.Тогда из выражения (3.15) с учетом (3.16) получают формулу длярасчета скорости энергоносителя в разгонной трубкеωт =d c2d c2ω=сd т2d т22 gE.(3.17)В соответствии с вышеизложенными соотношениями технологический расчет струйных измельчителей проводится в следующей последовательности [15]:82В.Я.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
