Вибрационно-центробежный гранулятор для формования композиционных смесей

• Автор: Шкарпеткин, Евгений Александрович
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 209 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ ГРАНУЛИРОВАНИЯ ПОРОШКООБРАЗНЫХ МАТЕРИАЛОВ

1.1. Существующие способы компактирования

материалов и технические средства для их реализации

1.2. Области использования гранулированных

техногенных материалов

1.3. Анализ технических средств для гранулирования материалов и направления их конструктивно-технологического совершенствования

1.4. Методики расчета процесса гранулирования и аппаратов

его реализующих

1.5. Механизмы взаимодействия частиц при гранулировании порошкообразных материалов
1.6. Цель и задачи исследований
1.7. Выводы
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ГРАНУЛИРОВАНИЯ МАТЕРИАЛОВ В ВИБРАЦИОННОЦЕНТРОБЕЖНОМ ГРАНУЛЯТОРЕ
2.1. Разработка и исследование механической модели
процесса гранулирования
2.2. Исследование процесса микрогранулирования
формуемой шихты
2.2.1. Исследование условий предварительного уплотнения шихты в валковом агрегате
2.2.2. Расчет кинематических параметров валкового предуплотнителя и процесса микрогранулирования
шихты

2.2.3. Определение условий выхода микрогранул из ячеек
2.3. Изучение кинематических параметров и условий гранулирования материала в рабочих камерах гранулятора
2.3.1. Исследование влияния структурной схемы кинематических звеньев гранулятора на механизм гранулообразования
2.3.2. Исследование условий движения гранул в торообразной камере гранулятора
2.4. Расчет энергосиловых параметров и мощности привода
гранулятора
2.4.1. Расчет давления при уплотнении и микрогранулировании шихты
2.4.2. Расчет потребляемой мощности привода
2.4.2.1. Мощность привода, затрачиваемая на уплотнение
и микрогранулирование шихты
2.4.2.2. Мощность привода, затрачиваемая на процесс гранулообразования и упрочнения поверхностного слоя гранул
2.4.3. Производительность валкового устройства
2.5. Выводы
3. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ ВИБРАЦИОННОЦЕНТРОБЕЖНОГО ГРАНУЛЯТОРА И МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Физико-механические характеристики исследуемых материалов..
3.2. Разработка стендовой экспериментальной установки
3.3. Разработка конструкции вибрационно-центробежного
гранулятора
3.4. Методики проведения экспериментальных исследований

3.5. Многофакторное планирование эксперимента и обработка результатов исследований
3.6. Выводы
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА
ГРАНУЛИРОВАНИЯ ПОРОШКООБРАЗНЫХ МАТЕРИАЛОВ В ВИБРАЦИОННО-ЦЕНТРОБЕЖНОМ ГРАНУЛЯТОРЕ
4.1. Изучение физико-механических свойств порошкообразных
материалов и условий их формования
4.2. Изучение и выбор состава гранулируемых смесей
4.3. Изучение характера движения материала в формующих
барабанах гранулятора
4.4. Исследование процесса гранулирования перлитосодержащих
смесей на различных стадиях их формования
4.4.1. Исследование процесса микрогранулирования
4.4.2. Изучение условий вибротранспортирования
4.4.3. Влияния частоты вращения эксцентриковых валов и степени заполнения барабанов на эффективность
процесса гранулирования
4.4.4. Изучение условий уплотнения поверхностного слоя
гранул в торообразных камерах
4.4.5. Влияние влажности формуемых смесей на процесс их гранулирования
4.5. Регрессионный анализ процесса формования композиционных
смесей
4.5.1. Регрессионный анализ процесса формования смесей на основе пыли перлитового и цементного производства
4.5.2. Регрессионный анализ процесса формования смесей на основе пыли перлитового производства и строительного гипса
В связи с большим разнообразием конструкций грануляторов вибрационного типа представить, какую либо методику расчёта конструктивнотехнологических параметров затруднительно. Например, расчетные соотношения для виброожиженных слоев, как правило, получают из экспериментальных данных [93-96]. На практике процесс виброгранулирования осуществляется при частоте 10-50 Гц и амплитуде 1-6 мм. Для конструкций, формующее устройство которых выполнено в виде трубы или лотка, произвести вычисления некоторых конструктивных параметров можно, используя выражения из аналогичных расчетов оборудования для вибротранспортирования [97].
Удельная производительность виброгрануляторов больше чем в других аппаратах, кроме того полученные в них гранулы обладают более высокими потребительскими характеристиками [89, 98].
1.5. Механизмы взаимодействия частиц при гранулировании порошкообразных материалов
В дисперсных материалах поверхностное взаимодействие между частицами происходит вследствие наличия накопленной свободной поверхностной энергии. Взаимодействие осуществляется за счет межмолекулярных, кулоновских и ряда других сил. Эти явления стихийной агломерации (слеживания) наблюдаются при производстве строительных материалов (цемента, извести и др.), а так же при складировании, транспортировке и хранении других тонкодисперсных материалов (моющих средств, удобрений и др.) [99, 100].
Процесс гранулирования зависит от физико-механических свойств порошков. К ним относят коэффициент внутреннего трения материала,