Измельчение дисперсных материалов в вихревых мельницах при воздействии акустических колебаний

• Автор: Захаров, Юрий Александрович
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 147 с. : ил

Содержание

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

Г лава 1. ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ ДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ В ВИХРЕВЫХ КАМЕРАХ

1.1. Способы повышения эффективности процесса измельчения

в вихревых камерах.

1.2. Устройства для получения акустических

колебаний в газовой среде.

1.3. Постановка задачи исследования.

Глава 2. АЭРОДИНАМИКА ВИХРЕВЫХ КАМЕР

2.1. Предлагаемые конструкции вихревых камер

2.2. Использование энергии сжатого газа при измельчении
в вихревых камерах
2.3. Движение час тиц в вихревом потоке
при наличии акустических колебаний
2.4. Определение поля скоростей закрученного потока в камерах с изменяемым радиусом кривизны при отсутствии и наличии акустических колебаний
2.5. Гидравлическое сопротивление вихревых камер
Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.
3.1. Описание экспериментальной установки и методика
проведения исследований.
3.2. Исследование структуры закрученных потоков в камерах с изменяемым радиусом кривизны при отсутствии и наличии акустических колебаний
3.3. Исследование процесса измельчения в вихревых камерах
3.4. Определение акустических характеристик генератора звука
Глава 4. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ
РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ ,.
4.1. Методика расчета и выбор рациональных
режимов и конструктивных параметров вихревых камер
4.2. Особенности проектирования вихревых камер
с генератором акустических колебаний звука.
4.3. Область применения и сравнительные данные по
струйным и струйновихревым мельницам.
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Большие скорости движения частиц необходимы для того, чтобы достичь их разрушения за одни или два удара. Причем оптимальная разрушающая скорость для частиц диаметром 0,1 мм на порядок больше, чем для частиц диаметром 1мм [2]. Такая разница в скоростях отрицательно сказывается на коэффициент полезного действия (КПД) мельницы (*Ю,%), так как большая часть энергии газовой струи тратится на разгон мелких частиц, хотя крупные частиц разрушающей скорости уже достигли. Обнаружено, что такого эффекта можно достичь при многократных низкоскоростных ударах с частотой свыше 1 Гц [9, ]. Такой режим движения частиц можно получить при закрутке несущей струи в устройствах вихревого типа, где разрушение частиц происходит за счет многократных соударений их друг с другом и со стенкой помольной камеры. За последние годы интерес к аппаратам вихревого типа возрос и количество разнообразных конструкций растет год от года. Изучение конструктивных особенностей данного зила аппаратов может выявить скрытые возможности интенсификации процесса измельчения. В струйной мельнице с плоской помольной камерой (СПК) (рис. В струйной мельнице, представленной на рис. Как в первом, так и во втором случае отмечалось, что значительные центробежные ускорения способствуют измельчению материала, но вихревое движение среды в помольных камерах этих аппаратах используется лишь как вспомогательный эффект. В последующих конструкциях мельниц для измельчения использовали уже энергию только закрученных струй, за счет которых в помольной камере создается свободный или вынужденный вихрь, поэтому такие мельницы стали называть вихревыми. Разрушение материала в них происходит не за счет высокоскоростного (более 0 м/с) прямого удара частиц друг о друга или о препятствие, как в струйных мельницах, а за счет многократных низкоскоростных (менее м/с) соударений частиц со стенкой помольной камеры и между собой. В литературе можно везретить описание мельниц с выраженными свойствами вихревого аппарата, но они обозначены как струйные. Этому можно найти простое объяснение. Рис. I. Струйная мельница с плоской помольной камерой: 1 - помольная камера; 2 - сопло; 3 - питающий патрубок; 4 - осадительная камера; 5 - приемный бункер. Рис. Струйная противоточная мельница с применением вихревого эффекта. Тем самым и название “струйные” переходило на вновь разрабатываемые аппараты, хотя их конструкция и принцип работы отличался от прототипа. Правильным будет назвать новый вид мельниц - струйно-вихревыми, так как ввод энергоносителя осуществляется в виде полу ограниченной струи, которая приобретают закрутку с помощью завихрителя. Струйно-вихревые, как и струйные мельницы относятся к аппаратам, которые при измельчении используют энергию сжатого газа (рис. Кроме них энергию сжатого газа используют при измельчении взрывные мельницы. Разрушение частиц во взрывных мельницах происходит под действием внутренних сил растяжения материала при мгновенном снятии с них внешнего давления. Кроме представленных мельниц, существуют измельчители, которые используют при измельчении двойной эффект; симбиоз взрывной и струйной мельниц привел к появлению взрывно-струйного процесса измельчения по методу Снайдера [8]. Существуют двухкамерные мельницы, в которых измельчение проходит сначала в струйной мельнице типа СПК, а затем в вихревой камере, где происходит доизмелъчение материала []. К двухкамерным вихревым аппаратам можно отнести циклонно-вихревые устройства с взаимодействующими закрученными потоками (ВЗП) [], которые успешно применяются для процессов пылеулавливания, сушки и грануляции дисперсных материалов. Основным критерием при классификации струйных мельниц в [1] был принят способ разделения пылегазовой системы в поле центробежных сил. Этот же принцип подходит и для классификации струйно-вихревых мельниц. Можно выделить четыре способа разделения пылегазовой системы: непосредственно центробежное разделение, инерционное разделение, их комбинация и вынесенное разделение. Если центробежное разделение широко применяется в различных аппаратах (циклоны, сепараторы и др.