Содержание к диссертации
Введение
1 Состояние вопроса и задачи 10
1.1 Существующие технологические системы для тонкого измельчения материалов цементного лроизводс ива 10
1.2 Способы и устройства, повышающие эффективность процесса измельчения материала в трубной мельнице 13
1.3 Анализ конструкции устройств для впутримельничиого разделения материалов по крупности частиц 16
1.3 ЛВнугрпмельничные классифицирующие устройства 16
1.3.2 Межкамерные перегородки 19
1.4 Анализ теориіі расчета процесса классификации измельчаемого материала 23
1.4 1 Критерии разделения зернистых материалов 23
1.4.2 Влияние показателей просеивающих поверхностей на процесс классификации материала 27
1.4.3 Основы теории истечения материала через отверстие 27
1.4.4 Некоторые вопросы вибрационной механики 37
1.5 Определение мощности, затрачиваемой на обеспечение вращательного движения межкамерной перегородки 45
Выполи 46
2 Теоретические основы рлсчета внутримельничных классифицирующих устройств
2-1 Общие положения 48
2.2 Определение критического угла пересыпания 49
2.3 Определение скорости истечения сыпучего материала через просеивающую поверхность 57
2.4 Расчет производительности классифицирующей перегородки 68
2.5 Движение крупных частиц материала в условиях вибрации просеивающей поверхности 73
2.6 Расчет мощности, затрачи пасмой на вращение классифицирующей перегородки с материалом 81
Выводы 91
3 Разработка установок, методики экспериментальных исследований и характеристика приборов и оборудования
3.1. Разработка классифицирующей межкамерпой перегородки для трубной мельницы 93
3.2 Характеристика стендовых установок 104
3.2.1 В и брп классифицирующая установка 104
3.2.2 Экспериментальный помольный комплекс 110
3.3 Методики экспериментальных исследований, харакгеристика оборудования и средств контроля измерений 118
3.4 План и программа исследований 124
3.4.1 Определение количества повторных опытов 125
3.4.2 Воспроизводимость экспериментальных данных 128
3.4.3 Проверка адекватности уравнений реірессии и оценка значимости их коэффициентов
3.5 Подбор гранулометрических составов клинкера и ассортиментов мелющих тел для проведения экспериментальных исследований 129
Выводы 134
4 Результаты зксперимерпальптїтх исследований 136
4.1 Математическое планирование и обработка эксперимента 136
4.2 Исследование работы вибр о классифицирующей установки 139
4.2.1 Влияние основных факторов на производительность классифицирующей перегородки 139
4.2.2 Влияние основных факторов на эффективность классификации грубомолотого клинкера 151
4.3 Оптимизация процесса классификации в мельнице 162
4.4 Сравнение результатов расчетных и экспериментальных данных 163
4.5 Исследование работы экспериментальной ГШМ DxL=0,5x1,5 м, оснащенной различными конструкциями межкамерных перегородок
4.6 Разрабої ка рекомендаций для использования результатов исследований в промышленных условиях 168
Выводы 172
Основные результаты работы и выводы 173
Список литературы 175
Приложения
- Способы и устройства, повышающие эффективность процесса измельчения материала в трубной мельнице
- Определение скорости истечения сыпучего материала через просеивающую поверхность
- Экспериментальный помольный комплекс
- Исследование работы вибр о классифицирующей установки
Введение к работе
Актуальность работы. Одной из основных задач при производстве цемента является снижение энерго-, ресурсо- и трудозатрат. В связи с этим важная роль принадлежит процессу измельчения клинкера и добавок к цементу, в ходе которого формируются дисперсные характеристики цемента, в значительной мере определяющие его свойства. Вместе с тем на долю этого процесса приходится 40+60% общего расхода электроэнергии, необходимого для производства цемента. Например, на измельчение цемента марки 400 с удельной поверхностью от 260 м /кг до 280 м2/кг расходуется 35+40 кВт-ч/т. Для цемента марки 600 этот показатель достигает 60 кВгч/т.
Современные помольные системы для производства цемента -сложные технико-технологические комплексы, включающие подсистемы: предизмельчения, помола, классификации, пылеосаждения и пылеулавливания, питания, дозирования и др. Производительность современных помольных установок по цементу достигает 200 т/ч и более.
Трубные мельницы широко распространены в мировой цементной промышленности. На цементных предприятиях Российской Федерации и стран СНГ они являются основным агрегатом для тонкого помола материалов.
Используемые в течение более 100 лет для тонкого помола сырьевых материалов и цементного клинкера трубные мельницы являются надежными, простыми в обслуживании и эксплуатации, универсальными агрегатами, имеющие достаточно высокую производительность. Однако эффективность процесса измельчения материалов в ТМ в настоящее время не высокая, что приводит к повышенному удельному расходу электроэнергии.
Одним из перспективных существующих направлений повышения эффективности работы трубных мельниц является совершенствование конструкций устройств, обеспечивающих внутримельничную классификацию материала.
Цель работы — Разработка классифицирующей перегородки трубной мельницы, обеспечивающей повышение эффективности работы помольного агрегата и методик расчета ее конструктивных, технологических и энергетических параметров.
Задачи исследований.
-
Разработать рациональные, патентно-защищенные конструкции классифицирующей перегородки, обеспечивающие повышение производительности трубной мельницы и снижение удельного расхода электроэнергии.
-
Установить теоретические зависимости для определения коэффициента сопротивления движению крупной частицы и ее относительной скорости движения в среде материала в условиях вибрации
просеивающей поверхности.
-
Установить теоретические зависимости кинематических параметров сыпучей среды, находящейся на просеивающей поверхности и истекающей через её отверстия, от гранулометрического состава, физико-механических свойств материала, параметров просеивающей поверхности и угловой скорости вращения барабана мельницы.
-
Разработать методики расчета производительности классифицирующей перегородки и мощности, затрачиваемой на перемещение материала, находящегося в её камерах.
-
Исследовать влияние основных факторов на эффективность процесса классификации и производительность классифицирующей перегородки.
-
Разработать рекомендации для промышленной реализации результатов исследований.
Научная идея заключается в проведении научных исследований по определению конструктивно-технологических параметров межкамерной классифицирующей перегородки, обеспечивающих повышение эффективности процесса классификации материала.
Рабочая гипотеза — повысить эффективность процесса измельчения материала в трубной мельнице можно за счет его рациональной внутримельничной классификации в межкамерной классифицирующей перегородке.
Научная новизна.
-
Получено математическое описание процесса пересыпания материала, находящегося на просеивающей поверхности при его истечении через отверстия (открытые ячейки) и ее вращении относительно продольной оси барабана мельницы.
-
Получено уравнение для определения скорости истечения материала через отверстия вращающейся просеивающей поверхности.
-
Разработаны методики расчета производительности классифицирующей перегородки и мощности, затрачиваемой на перемещение материала, находящегося в ее камерах.
-
В аналитическом виде получены выражения для определения коэффициента сопротивления движению, крупной частицы и ее относительной скорости движения в среде материала в условиях вибрации просеивающей поверхности.
-
Разработаны математические модели в виде уравнений регрессии для определения рациональных конструктивно-технологических параметров классифицирующей перегородки при измельчении в трубной мельнице цементного клинкера.
Практическое значение работы. Разработаны инженерные методики и соответствующее программное обеспечение для расчета кинематических параметров классифицируемой сыпучей среды,
конструктивно-технологических параметров классифицирующей перегородки трубной мельницы, патентно-защищенная конструкция классифицирующей перегородки, обеспечивающая повышение производительности трубной мельницы при производстве цемента на 11-47% и снижение удельного расхода электроэнергии на 10-Н4%. Автор защищает.
-
Математическое описание процесса пересыпания материала, находящегося на просеивающей поверхности при его истечении через отверстия и ее вращении относительно продольной оси барабана мельницы.
-
Уравнение для определения скорости истечения материала через отверстия вращающейся просеивающей поверхности.
-
Методики расчета производительности классифицирующей перегородки и мощности, затрачиваемой на перемещение материала, находящегося в ее камерах.
-
Математические выражения для определения коэффициента сопротивления движению крупной частицы и ее относительной скорости движения в среде материала в условиях вибрации просеивающей поверхности.
-
Математические модели в виде уравнений регрессии для определения рациональных конструктивно-технологических параметров классифицирующей перегородки при измельчении в трубной мельнице цементного клинкера.
-
Патентно-защищенные конструкции классифицирующей перегородки, обеспечивающие повышение эффективности работы трубной мельницы.
-
Результаты экспериментальных исследований по определению производительности, эффективности процесса классификации материала классифицирующей перегородкой и эффективности ее применения в трубной мельнице.
Реализация работы.
Результаты работы используются в учебном процессе при проведении практических занятий, выполнении курсовых и дипломных работ на кафедре механического оборудования предприятий промышленности строительных материалов БГТУ им. В. Г. Шухова.
Разработаны рекомендации для осуществления промышленного внедрения классифицирующей перегородки на цементной мельнице D> Апробация работы. Основные положения диссертационной работы и практические результаты исследований докладывались, обсуждались и получили одобрение на Международной научно-практической конференции БГТУ им. В. Г. Шухова (г. Белгород, 2007 г.). на Международной научно-технической конференции молодых ученых БРУ(г. Могилев, 2008 г.). Публикации. По результатам диссертационной работы получено два патента РФ на полезную модель, опубликовано 6 печатных работ, в том числе одна в ведущем рецензированном журнале, рекомендованном ВАК РФ. Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, содержащего основные результаты и выводы. Работа включает 273 страницу, в том числе 18І5 страниц основного текста, 18 таблиц, 47 рисунков, списка литературы из 111 наименований и 15 приложений на $7 страница*. Одним из направлений повышения эффективности измельчения материалов в ТМ является использование физико-химических способов интенсификации, о спои ані и лх на создании малыми добавками поверхностне активных веществ (ПАВ) адсорбционно-пктивной среды. При введении ПАВ проникают в микротрещины измельчаемого материала, оказывают на них расклинивающее действие и тем самым понижают прочность материала [67, 68, 71, 92, 108], Использование ПАВ изменяет коэффициент сцепления между тпаро-ыатериалшой средой и бронефутеровкой, повышает скорость движения материала вдоль мельницы и циркуляцию материала в поперечном сечении, увеличивает передачу энергии удара к измельчаемой частице в результате уменьшения налипания тон кол непе рсного материала на мелющие тела. ПАВ способствует возникновению адсорбционных эффектов, облегчающих диспергирование (понижаются сопротивляемость измельчению, агрегирование и налипание), увеличению удельной поверхности, изменениям параметров зернового состава. Как указывается в [61], ПАВ не ухудшают строительно-технологические свойства цемента, вводятся в количестве не более 0,05% от массы цемента, способствуют, при рациональных подборе и подаче. повышению эффективности процесса измельчения не мегтее чем на 10%. Эффективность процесса измельчения материала во многом зависит от соотношения длин камер мельницы, ассортимента мелющих тел и коэффициента их загрузки. Поиску рационального соотношения размеров мелющих тел, крупности и ассортименту частиц измельченного материала посвящен ряд работ [46, 48, 100]. Предлагаемые методы подбора имеют различные подходы и основываются па соответствии крупности шаров размеру наиболее крупного куска, содержащегося в измельченном материале; усредненных показателях дисперсности; констант, характеризующих размалываемость материала; на соотношении кинетической энергии падающего шара и размера измельчаемой частицы. Однако, большинство предлагаемых методик для определения рациональных значений длин камер трубной мельницы, характеристик находящейся в них мелющей загрузки основывается на использовании коэффициентов, полученных эмпирическим путем или они полностью получены на основании обработки экспериментальных данных. Сравнение результатов, полученных по предлагаемым методикам расчета, зачастую приводит к большим расхождениям. Имеющиеся проблемы в определении характеристик камер мелышцы и загружаемых в них мелющих тел обусловлены широким разнообразием свойств измельчаемых материалов, различными условиями их измельчения, сложностью процесса измельчения материала и сопутствующих процессов. Бронсфутеровка корпуса ТМ во многом определяет количественные и качественные показатели процесса измельчения материала. От геометрических характеристик её" рабочей поверхности зависит режим движения мелющих тел как в поперечном, так и в продольном направлениях. К бронефутеровке предъявляется ряд требований, основными из которых являются рациональная геометрия рабочей поиерхности по величине коэффициента сцепления, износостойкость, распределение мелющих тел вдоль мельницы в зависимости от их крупности, надежность и долговечность, удобство в монтаже, унификация элементов. Число типоразмеров бронеплит только в цементной промышленности составляет более 150 [61], По сведению пвторов [77], оснащение камер грубого и тонкого помола сортирующими бр о нефутеровка ми позволяет повысить их производительность до 15%. Применение угловой спиральной футеровки в корпусе мельнице обеспечивает переменный угол отрыва мелющих тел от мелющей среды и действует как на внешние, так и на внутренние ее слои, классифицирует мелющие тела по крупности в продольном направлении, Промышленное применение угловой спиральной футеровки на мельнице D L=3,2 ;15 м обеспечило повышение производительности на 15,5% и снижение удельного расхода электроэнергии на 14%. Широкое распространение в отечественной цементной промышленности получила броне футеровка корпуса типа «БРОПЭКС», Промышленностью выпускаются её различные профили, сочетание которых, при укладке в корпус мельницы, позволяет создавать практически все известные рабочие поверхности броней лит: от круто-ступенчатой до волновой с различной длиной волны. По сведению авторов применение указанной броне футеровки позволяет повысить коэффициент использования мельницы на 8+12%, повысить производительность па 5-И0%, снизить удельный расход электроэнергии на 5-И0% [Ы]. Применение внутримельничпьтх энергообменных устройств (ВЭУ) является другим направлением повышения эффективности процесса измельчения материала в трубньгх мельницах. ВЭУ имеют различные конструкции: наклонные межкамерные перегородки (НМП)5 лопастные эллипеные сегменты (ЛЭС), двухзаходные винтовые лопасти (ДВЛ) и другие. Применение ВЭУ способствует разразрушению «застойных» зон в мелющей среде, интенсифицирует движение мелющих тел как в поперечном, так и продольном направлениях. Это позволяет уліеньшить общую массу мелющих тел, повысить производительность агрегата на 1(N-15% и снизить удельный расход электроэнергии на 15- 20% [16,35, 67, 95]. Использование внутримельничных классифицирующих устройств (ВКУ) в трубной мельнице позволяет своевременно выделить из шаро-материальыой среды материал, круп и ость частиц которого достигла рациональных размеров, или если их не целесообразно измельчать имеющейся крупностью мелющих тел. Это позполяет исключить пере измельчение материала, уменьшить налипание тонко дисперсных частиц на поверхности мелющих тел и улучшить передачу энергии на измельчаемые частицы, уменьшить количество материала в камере мельнице. Применение межкамериых классифицирующих перегородок позволяет выделять из грубомолотого материала крупные частицы и возвращать их на доизмельченпе в первую камеру мельницы, регулировать скорость продольного движенЕія материала в мельнице, разделять мелющие тела по их крупности, тем самым повышается эффективность процесса измельчения материала в мельнице, уменьшается размер средневзвешенного диамегра шаров во второй камере [39, 45, 105]. По данным НШЩемепта, рециркуляция материала в мельнице выделяемой крупной фракции при помоле цемента позволяет снизить удельные энергозатраты на 3-10% [45]. Зависимость функции у=т Д1) при классификации грубомолотого клинкера в мельнице D= =3,2 м для различных значений коэффициента внутреннего трения: 1 -1=0,55; 2 - f=0,6; 3 - Н),7; 4 - г=0,8; 5 -1=0,9 примыкающими друг к другу в направлении оси ОХ ячейками, и рассмотрим движение материала над открытой ячейкой при повороте барабана мельницы на угол ф(1). Истечение материала через открытую ячейку подобно нормальному истечению HJ сосуда, рассматриваемого в теории бункеров [19, 29, 30]. На рис. 2.5 изображена схема движения выделенного объема материала через открытые ячейки просеивающей поверхности. По мере опускания столба материала над открытой ячейкой на величину Az, одновременно j со стороны перемычек (смежных закрытых ячеек), происходит подсыпание материала к открытой ячейке, обусловленное углом его естественного откоса v,(l. Представим движение материала вдоль оси OZ1 к открытой ячейке в виде параллельно перемещающихся усеченных пирамид с поперечным сечением A B C D и длиной, равной длине открытой ячейки с (см. рис. 2.6) , Для расчета выбрана система координат4 X Y Z , начало координат которой совмещено со столбом материала над закрытой ячейкой, ось аппликат направлена в сторону движения материала через просеивающую поверхность. Данное преобразование не влияет на получение результатов, так как действующие на призму материала силы не зависят от размещения осей координат ОХ и OZ. Введение угловой частоты вращения барабана мельницы to в формулу коэффициента сопротивления обусловлено тем, что данный технологический парамеїр оказывает существенное влияние на изменение коэффициента, Б частности, при увеличении угловой частоты со увеличивается и коэффициент сопротивления, чем самым затрудняя условия прохождения материала через просеивающую поверхность, Понятие коэффициента сопротивления возникает Б соотве \ с і -най с возникновением сил и давлений в дискретной модели сыпучего тела. В рассматриваемой на рис. 2.5 схеме движем ил материала величина силы внешнего трения час-пщ материала о стенки открытой ячейки незначительна ввиду небольшой толщины просеивающей поверхности, и ее значением можно пренебречь. Для определения значения постоянной интегрирования С0 воспользуемся соотношением (2.56).Тогда находим, что: На основании (2.68) окончательно находим, что изменение скорости истечения сыпучего материала в зависимости от угла поворота просеивающей поверхности имеет вид: Полученное уравнение позволяет определить скорость истечения сыпучего материала через открытые ячейки просеивающей поверхности в зависимости от его гранулометрического состава и физико-механических свойств (углов естественного откоса и укладки частиц, коэффициента внутреннего трения), параметров просеивающей поверхности и ее отверстий, угловой скорости вращения барабана мельницы. Зависимость изменения скорости истечения материала через открытые ячейки просеивающей поверхности от угла поворота барабана мельницы и угла укладки зерен материала представляет собой поверх ность, изображенную парне, 2.7 (прил. 2). На начальных этапах поворота просеивающей поверхности наблюдается увеличение скорости истечения через открытые ІІЧЄЙІОІ. Затем при достижении максимума, происходит незначительное снижение значений скорости истечения. Зависимость скорости истечения материала от угла укладки его частиц носит экспоненциальный характер, причем, максимальные значения скорости истечения достигаются при правильной пирамидальной укладке частиц. Увеличение угла укладки частиц от л/3 до jr/2 рад приводит к существенному снижению скорости истечения. Так, при повороте просеивающей поверхности (от ее горизонтальної ) положения) на угол ірг=0,1 рад и значениях 3- я/3 рад, [32=1,25 рад, Pr=L45 рад соответстпуютцие значения скоростей истечения составляют ui=0,32 м/с, о2=0,17 м/с, щ= -0,024 м/с. Графические зависимости на рис. 2.7 показывают, что скорость истечения материала имеет максимальные значения u Q м/с для материалов с р=лг/3 рад при ф=0,38 рад. Истечение материала при р и ср, достигающих значений 1,5 рад, происходит со скоростями, имеющими значения, близкие к нулевым Экспериментальная трубная шаровая мельница DxL=045 ls5 м непрерывного действия (рис. 3.9) применялась для определения эффективности использования классифицирующей перегородки. Мелыщца состоит из рамы 1, электропривода, барабана 2, загрузочной части 3, разгрузочного днища 4, разгрузочной камеры 5, В барабане мельницы устанавливались межкамерные одинарная и элеваторная, и классифицирующая перегородки, выходная решетка с разгрузочным устройством- В загрузочной части бандаж 6 опирается на пару опорных роликов 7 с подшипниками качения. В разгрузочной части барабан, через полую цішфу разгрузочного днища, опирается па опору 8 с подшипником качений. Внутри полой цапфы установлен разгрузочный трубошнек. В корпусе барабима имеются два люка для заірузки (разгрузки) мелющих тел и удобства выполнения монтажных работ. В загрузочной части имеется центральное отверстие для загрузки материала а мельницу. В нижней части разгрузочной камеры расположен патрубок для выгрузки измельченного материала, в её верхней части расположен патрубок для присоединения к аепирационной системе, Электропривод состоит из двухступенчатого цилиндрического редуктора 9 тшіаРМ-250 (u-16), кулачковой муфты 10 и втулоч но-пальце вой муфты 11, электродвигателя постоянного тока 12 мощностью 6 10 Вт. Число оборотов электродвигателя измерялось при помощи тахогенератора 13 типа ТМГ-30 УЗ. Электропитание электродвигателе осуществлялось от регулируемого источника постоянного тока 14 серии ЭТЗ-3. Электропривод тпристорный представляет собой систему автоматического регулирования частоты вращения электродвигателя с отрицательной обратной связью по напряжению и по току якоря электродвигателя. Величина тока измерялась при помощи датчика Холла 15. Классифицирующая перегородка мельницы состоит из расположенных с промежутком и соосыо друг другу перфорированного 1 (рис. 3.11 и рис. Л2) и сплошного (на рис. 3.12 условно не показан) кольцевых дисков, неподвижно соединенных чере дистанционные шпильки 2. Кольцевые диски выполнены т стали 45 ГОСТ 1050-88 толщиной 6=10-10"3 м. Между кольцевыми дисками еоосно им, в их центральных отверстиях, установлено разгрузочное устройство, выполненное из низкоуглеродисто ц стали, состоящее из наружного полого 3 и внутреннего 4 конусов. Наружный конус имеет вдоль образующей двенадцать равномерно распределенных сквозных отверстий трапециевидного профиля. Он неподвижно закреплен большим основанием к сплошному кольцевому диску. Внутренний конус неподвижно присоединен большим основание к малому основанию наружного конуса. Наружная поверхность наружного конуса расположена с зазором по отношению к перфорированному диску в месте его центрального отверстия, Между внутренней поверхностью наружного конуса и наружной поверхностью внутреннего конуса установлены направляющие косынки 5. Над сквозными отверстиями наружного конуса (со стороны его наружной поверхности) между кольце її і.іми дисками радиально установлены короба, выполненные из листовой ншкоуглеродистой стали (6=2 "10"3 м). Каждый короб прижат боковиной к сплошному кольцевому диску, а ребром противоположной ей наклонной боковины — к перфорированному кольцевому диску. Классифицирующая перегородка работает следующим образом, Материал из камеры грубого помола через классифицирующие отверстия в перфорированном диске поступает на клас си фт-гт тирующие поверхности. Наклонное расположение наклеиньгх боковин обеспечивает его беспрепятственное перемещение из классифицирующих отверстий по всей внутренней поверхности ісольцешго диска. При повороте просеивающих поверхностей в условиях вибрации, вызванной ударами мелющих тел о сплошной и перфорированный кольцевые диски, происходит «всплывание» крупных частиц в среде материала, находящегося на просеивающей поверхности, мелкие частицы проходят через отверстия просеивающих поверхностей во внутренние пространства коробов. Оставшиеся на просеивающих поверхностях, при их повороте из горизонтального положения на угол EQf равный углу естественного откоса, крупные частицы материала скатываются па наружную поверхность наружного конуса и по ней пересыпаются Б направлении его меньшего основания Б камеру грубого помола. Попавшие во внутренние пространства коробов мелкие частицы материала падают на поддон и по его поверхности ссыпаются, через сквозные отверстия наружного конуса, в желоба, образованные наружной поверхностью внутреннего конуса и направляющими косынками. Далее материал ссыпается по желобам в направлении меньшего основания внутреннего конуса и попадает в камеру, следующую за камерой грубого помола на дальнейшее измельчение. Установка направляющих косынок исюпочает возврат материала, высыпающегося из отверстий наружного конуса через противоположно расположенные отверстия. Для сравнительных испытаний были изготовлены короба известной конструкций классифицирующей перегородки. Их отличительной особенностью являегся то, что их боковины расположены ненаклоныо и при закреплении между кольцевыми дисками закрывают половину его отверстий, тем самым прешгтетвуют прохождению материала на просеивают і не поверхности, ухудшая аспирационный режим. Просеивающие поверхности жестко закреплены над коробами. Поддон расположен радиально параллельной продольной оси барабана. На рис. ЗЛЗ приведены отдельные детали и узлы классифицирующих перегородок известной и новой конструкции. На рис. ЗЛ4 приведена элеваторная перегородка со снятым сплошным кольцевым диском. В ходе проведения экспериментальных исследовании применялись стандартные методики исследований [24, 49, 65]. Подготовка материалов для проведения лабораторных исследований осуществлялось согласно установленным ГОСТам и рекомендациям. Клинкер, доставленный с ЗАО «Катавский цемент», перед экспериментом предварительно подвергался сушке в камере для термических испытаний KBC-G 100/250 при температуре 105 С Влажность материалов определялась прямым гравиметрическим методом [65] по уменьшению пробы после его продолжительной сушки в термической камере. При отборе проб использовался метод квартования. На основании данных диаграммы помола в ТНІМ DxL=3,2 15 м Катав-Ивановского цементного завода формировался гранулометрический состав, необходимый для исследования на экспериментальных установках. Усреднение состава материала осуществлялось па лопастном смесителе. Наибольшее влияние на производительность оказывают факторы XL (длина открытой ячейки просеивающей поверхности) и X? (ширина открытой ячейки просеивающей поверхности), о чем свидетельствуют величины коэффициентов при этих факторах. Причем влияние Х3 более значимо, Положительные знаки при линейном и квадратичном факторах, а также их величины указывают па рост производительности при увеличении ширины открытой ячейки с, что объясняется увеличением живого сечения просеивающей поверхности и соответствующим увеличением её пропускной способности. Положи гслшый знак и наибольшее значение коэффициента при линейном члене ХІ5 чем при квадратичном, который имеет отрицательный знак, также указывает на рост производительности при увеличении ширины открытой ячейки просеивающей поверхности, Зависимость производительности классифицирующей перегородки от угловой скорости вращения (фактор Х2) классифицирующей перегородки имеет линейный характер. Об этом свидетельствует отсутствие квадратичного члена в уравнении регрессии (4.1), обусловленное незначимое іью коэффициента при нем в виду его малости. Отрицательный знак при линейном члене Хт указывает на уменьшение производительности при увеличении to. Характер расположения кривых 1, 2, 3, 4 и 5 (рис. 4.2, а) также указывает на рост производительности с увеличением ширины открытой ячейки а. Причем увеличение а увеличиваег угол наклона касательных относительно оси абсцисс, проведенных к указанным кривым в соответствующих точках. Графические зависимости производительности классифицирующей перегородки от длины открытой ячейки также принимают вид ветвей параболы. По мерс увеличения длины открытой ячейки с (рис. 4.2, а) происходит смещение вершин, находящихся за пределами рассматриваемого диапазона значений функции, параболических кривых 1, 2, 3 друг относительно друга в отрицательном направлении вдоль осей абсцисс и ординат. Зависимости приведенные па рис. 4Л, а, показывают, что увеличение параметров отверстий просеивающей поверхности а и с приводит к :шач пчельном у росту производительности классифицирующей перегородки, Так, при значениях длины открытой ячейки с?=0,022 м, tb-0,027 м и =0,031 м, рабочем значении угловой скорости вращения а?=4,75 рад/с изменение ширины открытой ячейки в диапазоне л=(4,7- 8,3)10 3 м ириводит к росту производительности соответственно в 6; 6,8; 93 раза. При фиксированном значении ширины открытой ячейки, равном 0,0065 м и указанной угловой скорости вращения, изменение длины открытой ячейки в диапазоне Дс;=0,022-Ю,027 мив диапазоне Дс О,027-0.031 м увеличивает значение производительности соответственно на 84,5% и 26%. При увеличении угловой скорости вращения смещение Друг относительно друга вершин параболических кривых 1, 2, 3, находящихся за пределами рассматриваемого диапазона значений функции, происходит в положительных направлениях осей абсцисс и ординат одновременно. Зависимости, приведенные на рис. 4.2, показывают, что при изменении ширины открытой ячейки в диапазоне от 4,710 3 до 8,3-10 3 м при ш= =4,75 рад/с и с=0,027 м производительность увеличивается в 5,2 раза, от значения 0=0,074 кг/с до 0=0,385 кг/с. Максимальное значение производительности 0=0,464 кг/с достигается при увеличении ширины открытой ячейки до значения я—8,3 10 м и угловой скорости вращения со =4,44 рад/с. Графические зависимости (рис Л. 2), отражают изменение производительности классифицирующей перегородки D=0,5 м в зависимости от длины открытой ячейки просеивающей поверхности при различных значениях ш=4,44 5,05 рад/с и а=(477+#73)\0 7 М. Они представляют собой части парабол, ветви которых направлены вниз. Вершины парабол находится за пределами рассматриваемого диапазона значений функции. Значительное снижение производительности при увеличении угловой скорости вращения барабана мельницы можно проследить на рис. 4.3, б. При увеличении со от 4,44 до 4,75 рад/с для значений производительности, характеризуемых кривой 1, снижение О составляет 36,3%, для кривой 2 — 36%, для кривой 3 - 35,4%, для кривой 4 - 35,2%, для кривой 5 - 35,3%. При увеличении угловой скорости вращения классифицирующей перегородки ухудшаются условия, обеспечивающие подъем крупных частиц матери а, ш, размер которых превышает О J 5а, над просеивающей поверхностью. Происходит уменьшение разницы между скоростями движения крупных частиц и просеивающей поверхности. Кроме того5 происходит уменьшение промежутка времени от начала процесса классификации материала до его окончания, определяемого углом поворота просеивающей поверхности относительно её горизонтального положения на угол ф(0=6о. Графическая зависимость Q=(arc) позволяет проанализировать совокупное влияние параметров отверстий просеивающей поверхности на производительность классифицирующей перегородки (рис. 4.4), Увеличение длины открытой ячейки в интервале Дс;=0,022-Ю,025 при GJ=4,75 рад/с и минимальном значении тиирины открытой ячейки (сг= =0,0047 м) способствует росту производительности на 49%, а в интервале Дс?=0э025-0,031 м - на 44%. При одновременном изменении длины и ширины открытой ячейки заметен значительный рост производительности, что обусловлено увеличением «живого сечения» просеивающей поверхности и, соответственно, её пропускной способности. Так, при а /=0,0047 м и с 1=0,022 м; я 5=0,0065 м и с 5=0,027 м; д 5=0,0083 м и с 3=0,031 м в условиях вращения классифицирующей перс-городки с угловой скоростью w =4,75 рад/с значения её производительности достигают величин Q]= =0,04i кг/с, 05-0,203 кг/с, О5=0,506 кг/с, Существенно возрастает значение производительности классифицирующей перегородки при малых значениях (в рассматриваемом диапазоне) угловой скорости. Так, при flj=0,0047 м, с=0,027 м и о?=4,44 рад/с производительность Qj=0,08 кг/с, а при #2=0,0083 м - Qf=0,4 кг/с (рис, 4,5), Наиболее неблагоприятные режимы вращения классифицирующей перегородки и параметры отверстий просеивающей поверхности (со= =5,05 рад/с; #=0,0 047 м; с=0,022 м) способствуют снижению её производительности до значення g=0,05 кг/с.Способы и устройства, повышающие эффективность процесса измельчения материала в трубной мельнице
Определение скорости истечения сыпучего материала через просеивающую поверхность
Экспериментальный помольный комплекс
Исследование работы вибр о классифицирующей установки
Похожие диссертации на Совершенствование конструкции и процесса классификации материала в трубной мельнице
