Получение гранулированных порошковых композиций в планетарном грануляторе

• Автор: Лобовиков, Денис Викторович
• Шифр специальности: 05.16.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 170 с. : ил.

Содержание
Введение

Литературный обзор

Общие закономерности процессов гранулирования Классификация методов гранулирования и особенности уплотнения гранул

Силы межчастичного сцепления в гранулах

Гранулируемость вещества

Гранулирование окатыванием

Грануляторы окатывания

Грануляторы барабанного типа

Грануляторы планетарные

Движение материалов при окатывании

Движение материала в барабане со стационарной осью и
гладкими стенками
Движение материала в планетарном грануляторе Постановка задачи и методики исследований
Постановка задачи
Исходные материалы
Конструкция планетарного гранулятора
Методики исследований
Оптическая микроскопия
Ситовой анализ
Определение насыпной плотности Определение статической прочности гранул Статистическая обработка результатов Моделирование
Использование электронновычислительной техники
3. Теория и математическое моделирование
3.1. Условие адгезии упругопластических сферических тел
3.2. Моделирование гранулирования порошковых композиций в
грануляторе со стационарной осью и планетарном грануляторе
3.2.1. Математическая постановка задачи математическая модель
3.2.2. Условие образования адгезионных связей в планетарном
фануляторе
3.2.3. Результаты моделирования
3.3. Особенности скольжения гранулированных материалов по
поверхности вращающегося барабана
4. Сравнение параметров гранулирования порошковых
материалов аналитическим способом, с помощью моделирования и экспериментально
4.1. Давление в сыпучем материале 5
4.2. Угол отклонения материала
4.3. Крутящий момент барабана
5. Экспериментальное исследование получения композицион
ных гранул в планетарном грануляторе
5.1. Образование гранул в планетарном грануляторе
5.2. Сегрегация сыпучего материала
5.3. Кинетика гранулирования композиции в планетарном грануля
Заключение
Список литературы


Для процесса гранулирования окатыванием напряжения в грануле вызываются, как правило, действием капиллярно-адсорбционных сил сцепления и напряжением в пленочных контактах, а уплотнение структуры гранулы во времени происходит под влиянием сил взаимодействия между частицами при их движении в плотном вращающемся слое. В процессе гранулирования прессованием напряжения в дисперсной фазе обусловлены в основном когезионными связями'между частицами, которые возникают под действием сил внешнего давления. Аутогезия множества частиц, составляющих сыпучий материал, складывается из сил аутогезии, проявляющихся в индивидуальных контактах между частицами, и зависит от величины этих сил. Кроме того, она определяется взаимным расположением, размерами и формой частиц, которые в свою очередь обуславливают число контактов между частицами [1]. Силы когезионного взаимодействия ^ имеют ту же природу, что и силы, действующие между молекулами внутри частиц. Поэтому необходимо внешнее усилие, вызывающее деформацию частиц и возникновение ювенильных (свежеобразованных) поверхностей. Когезионные силы действуют также при образовании мостиков твердых веществ между частицами. Эти мостики образуются в результате спекания, кристаллизации и других физикохимических превращений в зоне контакта. Величина когезионных сил значительно больше ван-дер-ваальсового взаимодействия и может изменяться от 0, до ЮОмкН. Аутогезия может быть обусловлена несколькими одновременно действующими силами; взаимно исключается действие лишь капиллярных и электрических сил. В зависимости от природы сил аутогезию можно разделить на равновесную Рр и неравновесную Рнр. Равновесная возникает до’ соприкосновения частиц между собой, достигает максимального значения при их непосредственном контакте и зависит от свойств контактирующих тел; к ней относится взаимодействие обусловленное ван-дер-ваальсовыми и кулоновскими силами. К неравновесному следует отнести взаимодействие, возникающее в результате контакта частиц между собой и обуславливающее рост аутогезии. Вне контакта это взаимодействие не существует. Оно вызывается капиллярными и электрическими силами за счет контактной разности потенциалов, а также силами когезии и механического зацепления. От упруго-пластических свойств частиц зависят площадь и, следовательно, прочность контакта, а также возможность возникновения когезионных сил. К числу внешних факторов, влияющих на аутогезию, следует отнести силу поджима Аг/, с которой частицы прижимаются друг к другу при формировании контактов. Под действием силы поджима прочность индивидуальных контактов может возрастать, что объясняется увеличением молекулярных сил в результате сближения частиц, а также увеличением площади контакта между частицами. Последнее зависит от упругопластических свойств частиц. Упрочнение контактов при поджиме характерно в большей степени для пластичных и в меньшей степени проявляется у упругих и твердых частиц. Г, = ЯАГ/ (1. Вир- опытные коэффициенты. Таблица 1. Коэффициент р (показатель степени силы поджима) определяется природой материала частиц, и в первую очередь упруго-пластическими свойствами этого материала. Аутогезия проявляется в чистом виде, когда исключено влияние внутреннего трения, при разрушении сыпучего материала под действием растягивающего усилия. Т = ^у. Число контактов определяется размером частиц и способом упаковки: чем плотнее упаковка и меньше частицы, тем больше число контактов на единицу сечения. Уравнение (1. Т7; и прочность сыпучего материала (структуры) в целом. Это уравнение основано на предположении об аддитивности работы контактов при разрушении сыпучего материала. Справедливость уравнения (1. Аутогезия целиком определяет прочность сыпучего материала, если разрушение вызвано растягивающими усилиями. В условиях сложного напряженного состояния разрушение сыпучего материала происходит в виде сдвигов. При сдвиговом разрушении сыпучего материала под действием напряжения г, направленного тангенциально сечению разрушения, в каждом контакте действует сила сопротивления сдвигу Гу.