Теоретические основы размола волокнистых материалов в ножевых машинах

• Автор: Гончаров, Владимир Николаевич
• Шифр специальности: 05.21.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1990
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 474 с.

Б В Е Д Е Н И Е
1. ПРОЦЕССЫ РАЗМОЛА И РАЗМАЛЫВАЮЩИЕ МАШИНЫ.
АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РАБОТ
1.1. Назначение и цели размола
1.2. Основные теории процесса размола
1.3. Строение и деформационные свойства единичных волокон
и волокнистых структур
1.4.Влияние конструктивных параметров размалывающих
машин на размол
1.5. Теории измельчения и их приложимость к размолу волокнистых материалов
1.6. Виды воздействий на волокна в размалывающих машинах.

Систематизация размалывающих машин
1.7. Выводы. Постановка задачи исследований
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОЦЕССА РАЗМОЛА И МЕХАНИЗМА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ РАЗМАЛЫВАЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ С ВОЛОКНАМИ
2.1. Анализ энергетики различных видов измельчающих и размалывающих машин ЦБП
2.2. Геометрические характеристики гарнитур размалывающих машин
2.3. Теоретическая оценка эффективности гидродинамических воздействий на волокна при размоле в новых машинах Ю5
2.3.1. Напряжения сдвига в потоке между поверхностями ножей дисковой мельницы
Ь 2.3.2. Ударное воздействие
2.4. Анализ силового и энергетического взаимодействия ножевой гарнитуры с волокнистым материалом при низкой кон-

центрации
2.4.1. Гидравлическая составляющая общего давления ножей на прослойку массы
2.4.2. Структурная составляющая общего давления ножей
на прослойку массы
2.4.3. Эффективное давление в зазоре между ножами
2.4.4. Работы сжатия и трения в зазоре и их соотноше -

2.5. Анализ взаимодействия ножей с волокнистым материалом при высокой концентрации
2.6. Анализ измельчения волокон в ножевых размалывающих машинах
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ОСНОВНЫХ
ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ МЕХАНИЗМА РАЗМОЛА ВОЛОКНИСТОЙ МАССЫ
3.1. Экспериментальные установки и методика исследований
3.1.1. Экспериментальные установки ножевых размалывающих машин
3.1.2. Прибор для исследования реологических характеристик волокнистых материалов при кинетическом сжатии
3.1.3. Установка для изучения силового взаимодействия ножей с размалываемым волокнистым материалом..,
8.1.4. Установки с преимущественно раздавливающим воздействием
3.2. Результаты исследований реологических характеристик волокнистых материалов при статическом и кинетическом сжатии
3.3. Результаты исследований по нависанию волокон на кромках ножей для масс низкой концентрации

3.4. Результаты исследований по силовому воздействию гарнитур на волокна при размоле массы низкой кон-
> центрации
3.5. Сопоставление теории и эксперимента при исследовании силового взаимодействия ножей при размоле массы низкой концентрации
3.6. Связь давления & в зоне максимальных давлений с удельной нагрузкой на кромки ножей в5
3.7. Результаты исследований по силовому воздействию гарнитур на волокна при размоле массы высокой концентрации
3.8. Технологические эксперименты в различных машинах
3.8.1. Влияние ширины ножей на результаты размола в
дисковой мельнице
^ 3.8.2. Технологические и энергетические результаты
гидродинамического воздействия при размоле в дисковой мельнице
3.8.3. Влияние концентрации на результаты размола
3.8.4. Влияние скорости вращения ротора на результаты размола массы низкой концентрации
3.8.5. Распределение нагрузок по ступеням размола массы низкой концентрации
3.8.6. Сопоставление теории и эксперимента по кинетике измельчения волокон
3.8.7. Сопоставление сжимающей и сдвиговой составляющих в общем технологическом и энергетическом эффек -тах обработки массы в ножевых машинах
^ 3.8.8. Технологические и энергетические эффекты при размоле массы в двухшнековых машинах

- 50 -
ние составляет интересная работа Мэрфи /142/, который проводил свои исследования на мельнице РЯ1 . Кожух этой мельницы с гладкой внутренней поверхностью вращается с регулируемой скоростью в том же направлении, что и ротор, что дает возможность изменять отно -сительные скорости в рабочем зазоре от 0 до 6,9 м/сек. Удельное давление в зоне размола изменяется от 0 (при зазорах более 0,5 мм) до 0,5 МПа. Силы, прикладываемые к волокну в зазоре, могут быть разложены на две составляющие: I) силы сжатия (компрессионные) нормальные к поверхности ножей; 2) тангенциальные (касательные) силы, обусловленные сопротивлением массы сдвигу. Мэрфи показывает, что напряжения сдвига в зазоре определяются законом сухого трения. Это соответствует поведению массы в зазоре как упруго-пластического тела, в котором волокна прижаты друг к другу, образуя единый скелет. Рассмотрение массы в зазоре, как свободно-текущей жидкости не соответствует экспериментальным данным. Введя понятие скорости работы размола, равной (где N - число оборотов ротора для достижения определенной степени помола), Мэрфи показывает, что она в общем случае, может быть представлена в виде суммы трех компонент:
Р^РС+ р* + ^ = к Wnи/П
где Рс - скорость работы размола при действии только компрессионных сил л/ в зазоре, когда скорость ротора равна скорости статора (случай работы мельницы с относительной скоростью равной нулю при отсутствии сдвигающих сил); Р2 - скорость работы размола от действия сил среза ^мп в зазоре; - скорость работы размола от действия вязкостных сил в потоке массы, при зазорах между ножами ротора и статором 2*3 мм, при отсутствии сжатия прослойки массы; гГ - относительная скорость ротора и статора; к , “
коэффициенты пропорциональности; п - экспериментальный показа -тель степени п = 0,76 ? 0,84.