Совершенствование процесса разделения тонкодисперсных порошков в классификаторе центробежного типа

• Автор: Жидков, Владимир Валентинович
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 216 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИИ КЛАССИФИКАЦИИ ТОНКОДИСПЕРСНЫХ ПОРОШКОВ
1.1. Тенденции развития тонкодисперсного сепарирования
1.2. Анализ конструкций центробежных классификаторов
1.3. Конструкция усовершенствованного классификатора
1.4. Обзор существующих методик расчета классификаторов
1.5. Цель и задачи исследования
1.6. Выводы
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ ЧАСТИЦ В КЛАССИФИКАТОРЕ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ТИПА
2.1. Движение частиц по диску ротора классификатора
2.1.1. Активные силы
2.1.2. Уравнение динамики частиц по горизонтальной плоскости (диску) ротора классификатора
2.1.3. Траектории движения частиц по диску ротора классификатора
2.2. Движение частиц в зоне сепарации цилиндрической формы
2.2.1. Аэродинамическое поле зоны сепарации
2.2.2. Уравнение динамики движения частиц в зоне сепарации цилиндрической формы
2.2.3. Траектория движения частиц в зоне сепарации цилиндрической формы
2.3. Выводы
ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ И ХАРАКТЕРИСТИКА ИССЛЕДУЕМОГО МАТЕРИАЛА
3.1. Основные положения экспериментальных исследований
3.2. Описание экспериментального оборудования и средств контроля
3.3. Характеристика исследуемого материала
3.4. План многофакторного эксперимента для определения эффективности
процесса сепарации
3.5. Выводы
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КЛАССИФИКАТОРА ЦЕНТРОБЕЖНОГО ТИПА
4.1. Исследование аэродинамических характеристик классификатора
4.1.1. Экспериментальные исследование вентилирующей способности классификатора
4.1.2. Исследование влияния частоты вращения ротора классификатора, нагнетающего и отсасывающего вентиляторов на аэродинамическое сопротивление классификатора
4.2. Исследование влияния основных параметров на эффективность процесса разделения в классификаторе центробежного типа
4.2.1.Экспериментальные исследования парных воздействий варьируемых
факторов на величину производительности классификатора
4.2.2. Уточнение теоретического соотношения для расчета границы разделения классификатора
4.3. Апробация классификатора центробежного типа в промышленных условиях
4.3.1. Методика расчета исследованного классификатора
4.3.2. Промышленное внедрение
4.4 Выводы
ГЛАВА 5. РАСЧЁТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
В связи с изменением объема и номенклатуры производства в последнее время огромные требования предъявляются к дисперсности готового продукта. Например, в производстве пластмасс и в кабельной промышленности высококачественные наполнители должны состоять на 90 % из частиц размером менее 10 мкм, а остальные 10 % не крупнее 40 мкм, [1,2]. При создании композиционных материалов для защиты от радиации, частицы смеси компонентов органосиликата свинца и полистирола не должны превышать 5 мкм [3]. Известно, что основными агрегатами для получения тонкодисперсных порошков являются шаровые, вибрационные мельницы, дезинтеграторы, мельницы струйной энергии [4,5,6,7]. Однако дальнейшему развитию производства тонкодисперсных порошков с равномерным гранулометрическим составом мешает отсутствие высокоэффективных классификаторов отечественного производства. Применение этих аппаратов позволило бы не только значительно повысить производительность помольных систем замкнутого цикла, но и в широком диапазоне регулировать тонкость получаемого продукта и его равномерность без изменения режима работы мельницы. В условиях финансового кризиса предприятиям цементной промышленности с небольшими производственными мощностями до 500000 тонн в год не доступно приобретение дорогих зарубежных классификаторов по причине большого срока их окупаемости. В свою очередь, эффективность работы самого классификатора оказывает существенное влияние, как на экономичность размалывающего устройства, так и качества готового порошка.
Эффективность большинства технологических процессов, использующих материал в порошкообразном состоянии, увеличивается с ростом величины его дисперсности.
С изменением характеристического размера порошка поведение его частиц обнаруживает качественно новые стороны. Чрезвычайно развитая удельная поверхность особо тонких порошков приводит к появлению различных форм ее активности, в частности, к образованию агломератов частиц, которые появляются благодаря поверхностным силам и силам аутогезии [1,8-13]. Это приводит к снижению производительности мельничной установки и ухудшению работы

В этом случае аэродинамическая сила будет по-прежнему выражаться линейным соотношением:
А = ~7гцс1э(у - и), (2.12)

отличающимся от формулы Стокса лишь численным коэффициентом

вместо 3.
Рис. 2.1. Схема течения воздуха у вращающегося диска
Сделаем оценку влияния на аэродинамическую силу течение воздуха, возникающее у вращающегося диска. Для этого воспользуемся классическим решением уравнений Навье-Стокса, выполненного Т.Карманам и
В.Кохрэном [62, 63]. В частности ими были найдены составляющие вектора скорости воздушных течений, возникающих вследствие трения воздуха непосредственно прилегающего к диску, увлекаемого этим диском и под действием центробежной силы отбрасываемого от оси вращения диска (рис. 2.1). Так для радиальной (их) и тангенциальной (и<р) скоростей найдены вспомогательные функции Т(<() и С() их изменения в зависимости от безразмерного расстояния от диска:
( = г/8-,б = у/ц/(ро!е), (2.13)