Классификация тонкодисперсных материалов в аппарате с вращающейся зоной разделения

• Автор: Шевчук, Святослав Валерьевич
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 129 с. : ил.

Содержание
Введение.

1 Аналитический обзор.

1.1 Аппаратурное оформление процессов классификации дисперсных материалов.

1.2 Особенности движения двухфазных потоков газ твердое

1.3 Преобразование дисперсного состава и показатели эффективности классификации

1.4 Постановка задачи исследования

2 Математическое описание классификации тонкодисперсных материалов в аппарате с вращающейся зоной разделения

2.1 Методы расчета классификации дисперсных материалов.

2.2 Моделирование классификации тонкодисперсных материалов.

2.3 Численное исследование классификации во вращающейся зоне разделения

3 Экспериментальные исследования классификации тонкодисперсных материалов
3.1 Описание экспериментальной установки и методики проведения экспериментов .
3.2 Сравнение опытных и расчетных данных.
4 Практическое использование результатов работы.
Выводы по работе.
Список использованных источников


Этих недостатков лишены пневматические методы разделения полидисперсных (преимущественно твердых) сыпучих материалов по крупности, основанные на использовании различия направлений движения крупных и мелких частиц в двухфазном потоке газ - твердые частицы [; ]. Область распространения пневматических методов в настоящее время все более увеличивается. Известные способы воздушной классификации [; ] можно разделить на инерционные, центробежные и гравитационные в зависимости от преобладающих сил, действующих на частицы в зоне разделения. В зависимости от направления движения крупных частиц относительно потока газа с мелкими частицами аппараты делят на противоточные и с перекрестным потоком []. В противоточных классификаторах направления силы аэродинамического сопротивления и массовой силы противоположны и образуют угол 0°. В классификаторах, реализующих этот принцип работы, по крайней мере, теоретически, возможно указать частицу такого размера, для которой эти силы равны (это относится к некоторым средним значениям сил по врехмени и объему аппарата) []. Такая частица будет находиться в равновесии внутри аппарата сколь угодно долго. Эти классификаторы называются равновесными. Если направления сил составляют угол, отличный от 0°, то даже теоретическое равновесие находящейся в аппарате частицы любого размера невозхможно. Такие классификаторы называются инерционньши. Для характеристики классификаторов используются такие параметры, как диапазон изменения граничной крупности разделения, производительность, эффективность разделения. Важной характеристикой классификаторов являются кривые разделения, показывающие относительный выход частиц узкой фракции в крупный и мелкий продукты. Параметр х9 является одним из важных критериев эффективности работы классификаторов [] и может служить при их сравнении. Наиболее простыми из воздушных классификаторов по исполнению и принципу работы являются инерционные. В них направление движения частиц материала и потока воздуха составляет угол, отличный от 0°. Определяющую роль при этом играет сила инерции. В зависимости от способа возникновения силы инерции классификаторы делятся на метательные и поворотные. Эффективность разделения, достигаемая в некоторых инерционных классификаторах, составляет = 0,6 при разделении в диапазоне *0 мкм [7]. В случаях, когда размер частиц 5 >0 мкм нет необходимости применять сложные центробежные аппараты. Можно использовать более простые по конструктивному исполнению и принципу работы гравитационные классификаторы. Гравитационная классификация применяется для разделения по крупности достаточно однородных по объемному весу и форме зернистых материалов. Принцип их работы основан на изменении траектории движения частиц материала под действием гравитационного поля, сил взаимодействия их с воздухом и инерционных сил, причем преобладающее воздействие на частицы оказывают силы тяжести и сопротивления воздушного потока [7; ]. Для разделения материалов с граничным размером менее мкм используются только центробежные классификаторы. При их создании необходимо решить ряд проблем. Одна из них состоит в конструктивном обеспечении баланса массовых и аэродинамических сил. Вторая проблема связана с образованием агломератов и загрязнением продуктов разделения частицами противоположных классов. Для влажных и склонных к накоплению электростатического заряда материалов проблема образования агломератов может возникнуть и при разделении порошков по границе более мкм. Поэтому для разделения по границам менее мкм, а также для разделения склонных к образованию агломератов материалов используются преимущественно центробежные классификаторы. Искусственно создаваемая центробежная сила может превосходить по величине силу тяжести в . Соответственно должна быть увеличена и сила сопротивления со стороны потока. Увеличение масштаба силового воздействия способствует разрушению агломератов и повышению эффективности разделения []. По данным [] области применения центробежных и гравитационных классификаторов можно представить в виде графика, рисунок 1. Рисунок 1. По способу создания инерционного поля классификаторы можно разделить на пневматические и механические.