三章粉碎與混合ppt課件

1、第 三 章 粉 碎 與 混 合 Size Reduction and Mixing 第一節(jié) 粉 碎 3-1 3-1 粉碎的基本概念和原理粉碎的基本概念和原理 3.1A 3.1A 固體顆料的粒度固體顆料的粒度1粒度 固體顆粒的大小稱為粒度(particle size）。球形顆粒，粒度即為直徑。非球形顆粒有名義粒度。（1以表面積為基準的名義粒度（2） 以體積為基準的名義粒度2球形度和形狀因數(shù)（1） 球形度)(mSdps)(63mVdpvpvpsvssSdVdd622顆粒實際表面積同體積球體表面積s（2形狀因數(shù) 設(shè)L為選取顆粒的某一代表性尺寸，VP=aL3, SP=6bL2 形狀因數(shù) 如果選取L=d

2、v,那么： ppppVSLLVLSab6/)6/(32sppvVSd163平均粒度 設(shè)：（1算術(shù)平均粒度dAM （2幾何平均粒度dGM （3體面平均粒度dvs iiiiiAMdndndiinniGMdddii/1)(23iiiiddVSdiiinn /3.1B 粉碎力和粉碎能耗1 粉碎比2. 粉碎力 主要粉碎力一般有三種：擠壓力沖擊力和剪力摩擦力） 3. 粉碎能耗 21ddx 21)()(ddnndddCEdddCdE 不同的假說， n 的取值不同。（1Rittinger 法則 n=2 適于磨碎 （2Kick 法則 n=1 適于粗碎 （3Bond 法則 n=1.5 適于中碎 )11(12ddC

3、ER21lnddCEK)11(12ddCEB3.1C 粉碎速率 設(shè)Rd為粒度大于d的物料體積(或質(zhì)量)分數(shù)， 3-2 粉碎設(shè)備ktmRRkRdtdRmdmdomdd)1 (113 .2A 輥式破碎機 設(shè)原料顆粒直徑為d 1,輥的直徑為D 輥的開度為 s 理論生產(chǎn)能力 12cosdDsD)/(3smDLsnqvt應(yīng)必 （靜摩擦因數(shù) ）Pfs/stg22sin2cos2cos,2sin2sin,2cosPfPfffffPPPPyyyxyx3.2B 錘式粉碎機 活動錘式粉碎機主要由機體、轉(zhuǎn)子、錘片和篩板等部件組成。這種粉碎機兼有沖擊和剪切摩擦作用。3.2C 盤式粉碎機 又稱爪式粉碎機。兩個相對運動的

4、圓盤，每個圓盤上裝有若干依同心圓排列的齒狀、針狀或棒狀的指爪。3.2D 盤式磨碎機和碾磨3.2E 球磨機 隨圓筒轉(zhuǎn)速變化，磨介鋼球的運動可有三種狀態(tài)：（1） 瀉落（2） 拋落（3） 離心旋轉(zhuǎn) 對鋼球進行受力分析，當轉(zhuǎn)動筒體推舉鋼球至A點時，若鋼球重力的法向分力N與離心力C相等， 出現(xiàn)離心旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的最小轉(zhuǎn)速稱臨界轉(zhuǎn)速 nc，此時=0 應(yīng) nnc)(cos21coscos)2(12sRgnmgGRnmNC)(211sRgnc第二節(jié) 篩 分 3-3 篩分和篩析 3.3A 篩制和篩析 國際上應(yīng)用廣泛的標準篩是泰勒Tyler標準篩制。以每英寸25.4mm絲上的篩孔數(shù)作篩號，通稱為目數(shù)。3.3B 篩面工業(yè)

5、篩面分開孔金屬篩面、金屬絲篩面和絹篩面三種，篩孔的形狀有圓形、方形、和長方形。篩面利用因數(shù)：3.3C 篩分效率篩下產(chǎn)品的質(zhì)量與給料中可篩過物的質(zhì)量之比，稱為篩分效率（ sieving efficiency）。 m=m1+m2 mw=m1w1+m2w2 mw=m1+m2w2 AAK0mwm1)1 (22wwww3.3D 篩分速率 對不可篩過物進行物料衡算： 若給料中可篩過物含量低時，m值可近似作為常量：mAkwdtdw)1 ()1 ()1 (ln)1 ()1 (11)1 ()1 (0000000000wmkAtwwwwwmwwkAdtdwwwmmwmwmAtkewwAwkdtdw0 3-4 篩分

6、設(shè)備3.4A 轉(zhuǎn)筒篩 正六角形轉(zhuǎn)筒篩篩面上某顆粒的受力分析。 重力和離心力沿篩面分力的代數(shù)和T為： 顆粒所受的摩擦力f 篩分的必要條件T fsinsin2xmRmgT)coscos(2xsmRmgf簡化后得：而)coscos(sinsin22xsxmRmgmRmg)(cos)()cos(sin)cos(sin222ssxsxstgRtgRRg)()cos(sin21,2sstgRgnn)()(211cossin1stgRgnss六角形轉(zhuǎn)筒， 最大為30，tg30 =0.58圓形轉(zhuǎn)筒，篩面處處 =03.4B 平面回轉(zhuǎn)篩物料在篩面上產(chǎn)生相對運動的條件就為C f將 代入：)()58. 0(211ma

7、xsRgns)(211maxsRgnsRgmgRmss2n2Rgns21第三節(jié) 混 合 3-5 混合的基本理論 3.5A 混合的均勻度概念 各個局部小區(qū)域體積的平均值，稱為分離尺度separation size）,各個局部區(qū)域內(nèi)的濃度與平均濃度之間的偏差，稱為分離強度separation intensity）. 符合下列條件之一，則可認為是混合合格的制品：（1） 分離尺度小于檢驗尺度，且分離強度小于容許偏差;（2） 分離尺度雖大于檢驗尺度，但分離強度充分小于容許偏差，足以補償前者；（3） 分離強度雖然大于容許偏差，但分離尺度充分小于檢驗尺度，足以補償前者。均方差：混合指數(shù)：3.5B 混合機理（

8、1） 對流混合（2） 擴散混合（3） 剪力混合3.5C 混合速率分離變量積分：)1 ()(100122mmmnimiccIccn)(222kdtdkte)(22022 3-6 液體的攪拌混合3.6A 攪拌器攪拌將產(chǎn)生三種基本流：（1） 切向流（2） 軸向流（3） 徑向流按槳葉結(jié)構(gòu)形式的不同，攪拌器主要分槳式、渦輪式和旋槳式三種。1.槳式攪拌器槳式攪拌器2.渦輪式攪拌器渦輪式攪拌器3.旋槳式攪拌器旋槳式攪拌器3.6B 攪拌所需功率 P=f(n,d,)式中 攪拌的歐拉(Euler)數(shù)，Rem攪拌的雷諾(Reynolds)數(shù)，F(xiàn)rm攪拌的弗魯?shù)?Froud)數(shù)，采取措施使中央旋渦受到抑制，Eum=C

9、Rema bmammFrCEuRemEu35ndPEumndm2Re gdnFrm2P P 3-7 乳 化3.7A 乳化液的穩(wěn)定性 從熱力學(xué)原理分析，乳化液在本質(zhì)上是不穩(wěn)定的。為了增大乳化液的穩(wěn)定性，常常需要加入乳化劑。乳化劑的作用主要有三方面：（1） 降低兩相界面的界面張力（2） 使液滴表面帶同種電荷（3） 在油水界面形成吸附膜引用Stokes公式：)/(18)(020smgdu3.7B 乳化設(shè)備1 膠體磨 立式 n = 300010000r/min2 均質(zhì)機（1結(jié)構(gòu)及工作原理 均質(zhì)機homogenizer主要由高壓泵和均質(zhì)閥所組成。（2均質(zhì)壓力和能耗 修正Weber數(shù)：粉碎比 均質(zhì)的功率：0dpWeHpddx0mpkxWe /vHqpPmHdddkp)(00 3-8 漿體的混合及