125514 (593124)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ УКРАИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ХИМИКО – ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

РЕФЕРАТ

По теме: «Теоретические основы измельчения твердых тел»

Работа

Студентки группы 3 – Ф – 68

Сомовой Юлии

Процесс измельчения широко применяется в химико-фармацевтическом производстве, особенно в фитохимических цехах. Измельчение представляет собой процесс механического деления твердых тел на части. В результате измельчения увеличивается поверхность обрабатываемых материалов, что позволяет значительно ускорить растворение, химическое взаимодействие, выделение биологически активных веществ из измельченного материала.

Переработка материалов в измельченном виде позволяет значительно ускорить экстрагирование и тепловую обработку материалов, провести указанные процессы с незначительными потерями действующих веществ и меньшим расходом тепла [1]. (

Применение твердых материалов, раздробленных на мелкие куски (путем дробления) или измельченных в порошок (путем размола), позволяет значительно ускорить растворение, обжиг, химическое взаимодействие, т.е. различные процессы, протекающие тем быстрее, чем больше поверхность участвующего в них твердого вещества.

В настоящее время для измельчения материалов применяют машины различных типов, начиная от крупных щековых дробилок, дробящих глыбы материала объемом до 2м³, и кончая коллоидными мельницами, измельчающими продукты на частицы размером до 0,1мк.

Дробление и размол характеризуются степенью измельчения – отношением диаметра d_к кусков после измельчения:

d_н

i = (1)

d_к

Куски исходного материала и куски или зерна, получаемые в результате измельчения, не имеют правильной (симметричной) формы поэтому на практике размеры кусков (d_н и d_к) определяют размером отверстий сит, через которые просеивают сыпучий материал, т.е. с помощью ситового анализа. (Плановский А.Н., Рамм В.М., Каган С.З. Процессы и аппараты химической технологии. М.: Изд – во хим. Лит – ры, 19682. С.49.)

Для расчета среднего характерного размера кусков материал разделяют с помощью набора сит на несколько фракций. В каждой фракции находят средний характерный размер как полусумму характерных размеров максимального d_max и минимального d_min кусков:

d_max + d_min

d_ср= . (2)

2

Практически размер максимальных кусков определяется размером отверстий сита, через которое проходит весь материал данной фракции, а размер минимальных кусков – размером отверстий сита, на котором данная фракция остается.

Средний характерный размер куска в смеси вычисляют по уравнению

d_ср1*а₁+ d_ср2*а₂+…+ d_ср* а_n

d = . (3)

а₁+ а₂+…+ а_n

где d_ср1, d_ср2, … d_срn – средние размеры кусков каждой фракции; а₁, а₂, …, а_n – содержание каждой фракции, % мас.

Найденные таким образом средние характерные размеры кусков D исходного и dизмельченного материалов используются для расчета степени измельчения по формуле (3).

В зависимости от размера кусков исходного материала и конечного продукта различают два типа измельчения: 1) дробление ;2) размол (порошкование).

Приблизительная характеристика классов дробления и размола приведена в табл.1:

Таблица 1

Крупное, среднее и мелкое дробления осуществляют в дробилках сухим способом, а тонкое коллоидное измельчения – сухим и мокрым способом. При мокром дроблении уменьшается пылеобразование и получают частицы, более однородные по размеру, облегчается также выгрузка материала.

Дробление материалов осуществляется раздавливанием, ударом, истиранием, раскалыванием и распиливанием, резанием, разламыванием.

Для достижения оптимальной степени измельчения процесс осуществляют постадийно на последовательно соединённых дробильно-размольных машинах.

Изрезывающие машины используют для измельчения растительного материала (корней, стеблей, цветков и др.).

Раздавливание применяют при крупном и среднем измельчениях, истирание – при тонком измельчении.

В зависимости от физико-математических свойств исходных материалов используют следующие способы измельчения (табл.2):

Таблица 2

(Чуешов В. И. Промышленная технология лекарств. Т.1. – Х.: МТК – Книга,2002. С.32 – 34)

Виды измельчения Типы машин

Щековые дробилки

Крупное дробление

Мелкое дробление

Валковые дробилки

Среднее дробление

Струйно-вибрационные мельницы

Вибрационные мельницы и дробилки

Ролико-кольцевые мельницы

Барабанные машины

Ударно-центробежные дробилки и мельницы

Молотковые дробилки

Конусные дробилки

Тонкое измельчение

Сверхтонкое измельчение

Коллоидные мельницы

По современным воззрениям, процесс деформации твердых тел заключается в том, что под действием внешних сил в наиболее слабых местах тела образуются замкнутые или начинающиеся на поверхности мельчайшие трещины. При прекращении внешнего воздействия трещины под действием молекулярных сил могут смыкаться ( «Самозаживляться»); при этом тело подвергается лишь упругой деформации. Разрушение тела происходит в том случае если трещины на столько увеличиваются, что пересекают твердое тело по всему его сечению в одном или нескольких направлениях. В момент разрушения деформирующегося тела напряжение в нем превышает некоторое избыточное значение, упругая деформация сменяется деформацией разрушения и происходит измельчение.

Процессы измельчения связаны с значительным расходом энергии на образование новых поверхностей, на преодоление внутреннего трения частиц при их деформации во время разрушения и на преодоление внешнего трения между материалом и рабочими частями машины.

Теория процесса измельчения устанавливает зависимость между энергией, затраченной на измельчение твердого тела, и результатом измельчения, т. е. размером кусков ( зерен ) продукта измельчения.

Теория измельчения основывается на двух гипотезах: объемной и поверхностной.

Объемная теория. Эта теория была впервые предложена и доказана Л. В. Кирпичевым в 1874 г.

Согласно объемной теории, расход энергии на дробление пропорционален объему тела и, следовательно, отношение работ А₁ и А₂, затраченных на дробление двух тел, имеющих объемы V₁ и V_2, равно

А₁ V₁

= (4)

А₂ V₂

Работа равна произведению силы P на деформацию и по закону Гука пропорциональна линейному размеру l тела, т. е. А = Pal (a – коэффициент пропорциональности). Объем тела пропорционален его линейным размерам и может быть выражен зависимостью V=bl³ (b – коэффициент пропорциональности). Соответственно выражение (4) принимает вид:

P₁al₁ bl³₁

=

P₂al₂ bl³₂

откуда

P₁ l²₁

= (5)

P₂ l²₂

Таким образом по теории Кирпичева для однородных твердых тел усилия дробления пропорциональны квадратам их сходственных линейных размеров или поверхностям тел, а произведенная работа пропорциональна объемам или весам этих тел.

Поверхностная теория. Согласно этой теории, работа, затраченная на дробление, пропорциональна поверхности кусков, образующихся при дроблении. Поверхность материала при дроблении возрастает обратно пропорционально конечному размеру кусков d_k, который, согласно зависимости (1) равен d_н/і.

Тогда при одинаковой крупности кусков исходного материала получим для различной степени дробления:

І₁

А ₁ d_н І₁

= = (6)

А₂ І₂ І₂

d_н

т. е. работа, затрачиваемая на дробление, пропорциональна степени измельчения маиериала.

Несмотря на то, что обе теории не отражают в полной мере всех явлений, происходящих при дроблении, исследования В. А. Баумана показали, что теория Кирпичева хорошо согласуется с опытными данными при крупном и среднем дроблении, осуществляемом главным образом раздавливанием и ударом. Поверхностная теория более соответствует процессам мелкого дробления и тонкого измельчения, связанным с истиранием и иногда с раскалыванием материала.

Таким образом, обе гипотезы близки в определенной степени к истине и, следовательно, дополняют друг друга. Это нашло отражение в единой теории дробления, предложенной П. А. Ребиндером.

По Ребиндеру, работа, затрачиваемая на дробление, в общем случае равна сумме двух слагаемых:

А=σΔF+kΔV (7)

Первый член данного выражения представляет собой энергию, расходуемая на образование новых поверхностей при разрушении твердого тела. Эта энергия равна удельной поверхностной энергии σ (приходящейся на единицу поверхности тела), умноженной на поверхность ΔF, образующуюся при разрушении. Второй член уравнения выражает энергию деформации. Она равна работе k упругой (и пластической) деформации на единицу объема твердого тела, умноженной на часть объёма тела ΔV, подвергшуюся деформации.

Уравнение (7) является частным случаем закона сохранения энергии, согласно которому процесс дробления характеризуется переходом одного вида энергии твердого тела в другой. До разрушения тело обладает потенциальной энергией, т. е. находится под действием внешних сил в состоянии упругой деформации. В результате разрушения потенциальная энергия переходит в кинетическую, причем энергия деформации превращается в тепло и рассеивается в окружающую среду.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов ВКР