【氣流粉碎機(jī)的設(shè)計及計算8800字】

氣流粉碎機(jī)的設(shè)計及計算目錄1.緒論 11.2.1氣流粉碎工藝參數(shù)的研究 21.2.2氣流粉碎理論的研究 22.總體方案設(shè)計 42.1.1設(shè)計參數(shù)選定 42.1.2總體方案選定 43.主要部件的設(shè)計和計算 53.1粉碎系統(tǒng)的設(shè)計和計算 53.1.1加速規(guī)律研究 53.1.2粉碎規(guī)律的研究 73.2加料系統(tǒng)的設(shè)計和計算 113.3分級系統(tǒng)的設(shè)計和計算 123.3.1分級理論 123.3.2分級設(shè)備 134.展望與總結(jié) 154.1展望 154.2總結(jié) 155.參考文獻(xiàn) 161.緒論1.1選題背景許多材料被加工成超級細(xì)微的狀態(tài)，細(xì)微狀態(tài)的材料會具有很多原狀態(tài)材料不具備的性質(zhì)，例如在很多化學(xué)反應(yīng)中，細(xì)微材料不僅可以提高化學(xué)反應(yīng)速率，而且還可以提高原材料的顯色性，分散性以及飽和度[1]。因此，超細(xì)微材料已不僅廣泛的應(yīng)用于化學(xué)領(lǐng)域，而且在制藥，染料，電子等行業(yè)也有不同程度的應(yīng)用，因此超微產(chǎn)品擁有著非常高的性能，是很多高科技產(chǎn)品必不可少的原材料[2]。在我國可以生產(chǎn)噴射磨，攪拌磨，塔式磨，振動磨和各種國際上成熟的粉碎機(jī)。但是，由于我國對粉末技術(shù)的研究要比世界先進(jìn)國家要緩慢得多，因此基礎(chǔ)非常薄弱，并且我國研制的起點很低，設(shè)備開發(fā)的進(jìn)展也十分的緩慢，引入后的各種生產(chǎn)設(shè)備的質(zhì)量不可避免地參差不齊，有些設(shè)備的使用水平較低，有些設(shè)備的概念不明確。從以上情況來分析，我們不僅可以看到超細(xì)微材料的重要應(yīng)用，而且可以看到我國在許多在技術(shù)層面上的不足與欠缺之處[3]。扁平式氣流粉碎機(jī)在腔體內(nèi)具有高速氣流和較大的摩擦力。超高速運動會使高能粒子發(fā)生碰撞，從而使物料粉碎，因此被廣泛使用，扁平式氣流粉碎機(jī)可以用來精磨各種非金屬礦物和其他原材料，與傳統(tǒng)的氣流粉碎機(jī)相比，扁平式氣流粉碎機(jī)生產(chǎn)效率更高[6]。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1氣流粉碎工藝參數(shù)的研究氣流粉碎機(jī)的研究參數(shù)包括幾何參數(shù)和工藝參數(shù)。幾何參數(shù)包括噴嘴直徑，粉碎機(jī)粉碎腔的內(nèi)徑，噴嘴與噴嘴之間的軸向距離等。工藝參數(shù)主要是原材料的初始粒徑，分選輪的頻率，工作流體的氣體壓力以及材料的進(jìn)入速度等[7]。陳海燕，Anopicte等人的研究發(fā)現(xiàn)表明，增加工作流體的壓力會增加顆粒獲得的動能，粒子碰撞能也會增加，并且產(chǎn)品的粒徑會更細(xì)。然而，隨著工作流體中的壓力增加到一定值，減小粒度的趨勢減慢了。這是因為噴嘴的流速與工作流體的壓力呈非線性關(guān)系，并且當(dāng)工作流體的壓力超過一定值時，噴嘴前后的壓力比會發(fā)生很大改變。因此，工作流體的壓力必須具有一個最合理的值[8]。魯丁格認(rèn)為，物料在氣流粉碎過程中物料的的顆粒濃度越高，加速過程中損失的能量就越少，碰撞速度必須足夠高才能有效地壓碎顆粒。即使顆粒濃度很高，增加噴嘴壓力也會使顆粒加速。然而，隨著物料顆粒的增加，腔體壓力不能無限地增加，因為扁平式氣流粉碎機(jī)的能量消耗以非線性方式迅速增加[9]。物料的供給速度是影響粉碎效果的重要參數(shù)之一，它主要取決于粉碎區(qū)域的容量。進(jìn)料速度決定了研磨室內(nèi)每個顆粒接收的能量，如果進(jìn)料速度太低，則研磨室中的顆粒數(shù)量不多，顆粒碰撞的可能性降低，并且顆粒尺寸增大。如果進(jìn)料速度太高，則研磨室中的顆粒濃度會增加。換句話說，找到最佳的進(jìn)料非常重要，因為從每個顆粒獲得的動能會降低，顆粒破碎機(jī)的沖擊變形能會降低，顆粒尺寸會增加，并且顆粒分布就會減少[10]。1.2.2氣流粉碎理論的研究根據(jù)氣流粉碎機(jī)的粉碎原理，其基礎(chǔ)理論研究主要包括高速氣流的形成，高速氣流中顆粒的加速規(guī)律，顆粒碰撞和顆粒破壞的規(guī)律。在氣流粉碎過程中，被破碎物料的能量來自高速氣流，該高速氣流是通過噴嘴將氣流的內(nèi)能轉(zhuǎn)換為動能而形成的，噴嘴可分為伸縮式和縮進(jìn)式。當(dāng)前，主要使用的是縮進(jìn)式噴嘴。在氣流粉碎機(jī)發(fā)展的早期階段，研究人員就噴嘴設(shè)計進(jìn)行了研究計算，例如確定計算方法，修改輪廓和控制初始擴(kuò)散角，并基于空氣動力學(xué)進(jìn)行了基礎(chǔ)實驗研究。葉靜等人利用特征線法分析并提出了噴嘴壁特征線的設(shè)計方案。特征線法是結(jié)合氣流粉碎機(jī)流動特性的非旋轉(zhuǎn)二維超聲速方法，并依據(jù)此提出了恒流能量噴嘴的設(shè)計方案[11]。陳志敏等人分析了超音速噴射磨機(jī)的噴嘴流動條件并進(jìn)行了相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，還討論了如何設(shè)計超音速噴嘴以獲得最優(yōu)的噴射速度[12]。金陵公司使用Fluent軟件對氣流粉碎機(jī)的噴嘴位置進(jìn)行了數(shù)值模擬，并分析了研磨室中的流場。從分析的結(jié)果可以看出，在設(shè)計噴嘴位置時，它是最佳的研磨安裝位置，同時可以獲得最佳性能[13]。Mcujicic等人分析了噴嘴的流場，并優(yōu)化了噴嘴的內(nèi)部形狀，以增加氣體阻力和顆粒加速度，并進(jìn)一步增加相同距離下的加速度，材料顆粒和顆粒進(jìn)一步細(xì)化，系統(tǒng)效率得到明顯的提高[14]。KatanodaHiroshi等人模擬并分析了超音速噴嘴內(nèi)部和外部的粒子流場，并分析和預(yù)測了粒子速度和溫度分布[15]。為了解決傳統(tǒng)氣流粉碎機(jī)能耗低，材料加速性差，磨削效果差的問題，楊俊瑞等人通過改進(jìn)噴射磨機(jī)的噴嘴結(jié)構(gòu)設(shè)計了一種新型的環(huán)形復(fù)合模具。流體的數(shù)值模擬表明，與常規(guī)噴嘴相比，新型環(huán)形復(fù)合噴嘴具有更快的噴料速度，相對集中的噴料和更長的噴料距離[16]。王立文等人采用一種集成設(shè)計方法來設(shè)計和優(yōu)化噴嘴結(jié)構(gòu)和噴嘴研磨設(shè)備參數(shù)，使用流體動力學(xué)軟件模擬分析噴嘴流場，并使用有限元分析軟件分析內(nèi)部受力結(jié)構(gòu)。研究表明，入口壓力為3.5MPa且入口直徑為6mm的噴嘴能達(dá)到最佳使用效果。當(dāng)內(nèi)腔的錐角在8到12之間變化時，它對噴嘴的性能影響很小，并且當(dāng)內(nèi)腔具有平滑的彎曲形狀時，噴嘴的性能最佳[17]。根據(jù)可壓縮流體的軸對稱n-s方程，何峰，謝俊石等人使用RAN湍流模型和有限體積方法，使用非結(jié)構(gòu)化四邊形網(wǎng)格來量化具有不同內(nèi)部通道輪廓的無噴嘴射流。結(jié)果表明，對于軸對稱和等距的圓形噴嘴，入口通道的形狀對射流通道參數(shù)的分布影響更大。軸對稱收縮噴嘴的收縮角主要影響射流出口附近的速度。因此，建議在伸縮噴嘴的內(nèi)部流動通道輪廓中使用曲線結(jié)構(gòu)以獲得良好的流動特性[18]。2.總體方案設(shè)計2.1主要技術(shù)參數(shù)2.1.1設(shè)計參數(shù)選定參數(shù)表如下型號DAM-50（實驗室***）DMA-100DMA-200DMA-250DMA-300DMA-350DMA-500DMA-600粉碎腔直徑(mm)50100200250300350500600粉碎壓力(MPa)0.7-1.00.7-1.00.7-1.00.7-1.00.7-1.00.7-1.00.7-1.00.7-1.0進(jìn)料壓力(MPa)0.2-0.50.2-0.50.2-0.50.2-0.50.2-0.50.2-0.50.2-0.50.2-0.5進(jìn)料粒徑允許進(jìn)料10目，經(jīng)濟(jì)進(jìn)料粒徑為625目耗氣量(Nm3/h)0.6-0.80.6-0.85-67-105-67.2-10.817-1823處理量(kg/h)0.5-22-1030-7550-13020-7530-150200-500300-600空壓機(jī)功率（kw）7.5153765-753765-75130190本文設(shè)計的一款扁平式氣流粉碎機(jī)，要求原料粒度為0.5-5mm，粉碎成品粒度在10納米至25納米之間。2.1.2總體方案選定（噴嘴怎么選的，優(yōu)缺點，加料的選擇，優(yōu)缺點，分級系統(tǒng)優(yōu)缺點，加上簡圖）通過分析現(xiàn)有氣流粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)及原理得出了本扁平氣流粉碎機(jī)的總體設(shè)計方案如圖2.1所示：圖2.1扁平氣流粉碎機(jī)整體方案圖2.2設(shè)計思路在分析了現(xiàn)有噴嘴的結(jié)構(gòu)和原理之后，得出了扁平噴嘴的設(shè)計方案。根據(jù)傳統(tǒng)的噴射噴射原理，計算出扁平噴嘴的總體結(jié)構(gòu)和性能參數(shù)，然后整體計算出扁平噴嘴的性能參數(shù)。AutoCAD軟件可以將整個裝配圖和主要零件圖進(jìn)行多個方面的繪制[19]。2.3設(shè)計方案流程分析現(xiàn)有氣流粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)及原理→本扁平氣流粉碎機(jī)的設(shè)計方案→計算總體結(jié)構(gòu)及性能參數(shù)→繪制總體裝配圖→拆畫各主要零部件圖紙。2.4分級器設(shè)計在研究了分類理論之后，參考了分類器的相關(guān)信息并結(jié)合了分類功能，本設(shè)計的分類部分將葉輪旋轉(zhuǎn)的分類置于優(yōu)先地位。該分類原理已被其他分類器廣泛使用，因此該理論非常成熟。此設(shè)計中的班級大小較大且可調(diào)整，因此它們稱為連續(xù)可調(diào)式分類器（臨時稱為完全分類器）。（1）完全分級理論圖3.3粒子分級運動效果圖在分級器內(nèi)，分體可隨氣流作渦旋運動，顆粒切線方向的分速度為v，顆粒受沿旋流半徑向外的離心力Fr的作用，當(dāng)Fr>FR時顆粒向外運動成為粗粉，當(dāng)Fr<FR時顆粒向內(nèi)運動成為細(xì)粉，F(xiàn)R=Fr時的半徑成為分級半徑dc。（2）分級器結(jié)構(gòu)分級機(jī)構(gòu)主要包括分級室，分級葉輪，傳動部分，電動機(jī)。（3）工作原理分級器中用到了電動機(jī)機(jī)構(gòu)，當(dāng)電動機(jī)達(dá)到一定速度時，可動輪被放置在分選室中并軸向旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動切碎的物料在進(jìn)料口處一起旋轉(zhuǎn)。為了滿足顆粒的要求，物料通過流的出口進(jìn)入收集裝置。為了獲得所需的顆粒尺寸，這些顆粒會從葉輪上移走，然后掉落到分級的葉子板上，以進(jìn)行粗料回收處理。在該分級機(jī)構(gòu)中，作用在轉(zhuǎn)速上的向心力和一定大小的粉末的向心力之間的平衡在理論上是所謂的關(guān)鍵分選點。分級粒度即是最終的細(xì)粉的粒度，取決于主分級點的控制。（4）分級器結(jié)構(gòu)設(shè)計關(guān)于分級器相關(guān)的資料很多，扁平式氣流粉碎機(jī)可以使用多個物料分級器，可以讓物料分級更加具體和充分。但是，為了進(jìn)一步整合材料分級設(shè)備，在本文的設(shè)計中特意設(shè)計了一個分級機(jī)，使整個設(shè)備更具可調(diào)節(jié)性和自適應(yīng)性。在分級器的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，葉輪部分采用水平軸，物料垂直切向進(jìn)給并且通過軸向排出。粗料收集部分可以直接返回給集料機(jī)，進(jìn)行粗料收集，或者可以在進(jìn)入給料機(jī)之前進(jìn)行收集和存儲，扁平式物料粉碎機(jī)構(gòu)的設(shè)計正是用到了此項特點，該設(shè)備用于物料的加工成型。完成后，可以對粗料的質(zhì)量和粒度進(jìn)行分析，這將有助于對扁平式氣流粉碎機(jī)的進(jìn)一步研究。分級理論和設(shè)備很多，分級方法和分級設(shè)備如下：超細(xì)粉塵分為干式分類，濕式分類，超臨界分類（干式和濕式分類）。以下簡要描述用于分級的各種設(shè)備。（1）篩選設(shè)備：篩分通常用于對粗體物料（粒度為0.05毫米）進(jìn)行分類。（2）粗粉分離器：是一種外部循環(huán)式分選設(shè)備，空氣可以通過該設(shè)備。（3）離心式集塵器：（內(nèi)部循環(huán)式）是第一代可選集塵器，也稱為內(nèi)部循環(huán)式集塵器。（4）旋風(fēng)選粉機(jī)：旋風(fēng)分離器是第二代選配的粉末機(jī)，也稱為外循環(huán)選配的粉末機(jī)。內(nèi)部設(shè)計保留了離心式集塵器的特性，但外部有一個獨立的空氣循環(huán)風(fēng)扇，代替了離心式集塵器的大葉片。3.主要部件的設(shè)計和計算3.1粉碎系統(tǒng)的設(shè)計和計算/3.1.1加速規(guī)律研究在當(dāng)前的氣流粉碎機(jī)設(shè)計中，噴嘴與粉碎中心之間的距離由射流軸速度在10de與20de之間的阻尼率確定[20]。對于不同結(jié)構(gòu)的噴嘴，噴嘴出口速度的表達(dá)式不同。壓縮空氣工質(zhì)噴嘴出口速度為：（3-1）式中，p0，pp1——噴嘴進(jìn)口、出口處的壓力；ν0——進(jìn)口處的比容；k——定熵指數(shù)，空氣的k=1.4。而過熱蒸汽工質(zhì)噴嘴出口速度是：（3-2）式中，i———比焓，J/kg。這兩個公式可以更準(zhǔn)確地計算出物料不通過噴嘴的時間，但由于氣流中的顆粒會影響氣體速度，所以在物料通過噴嘴時必須進(jìn)行修正。令u為x方向的氣流速度，υp為顆粒的速度，τV為速度松弛時間。假設(shè)顆粒以x方向的速度分量υp，0，y方向速度υp，0進(jìn)入氣流，拖曳力系數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)的拖曳力系數(shù)，則：（3-3）（3-4）式中，D——顆粒的粒徑；ρ——氣體密度。此式中前一項參數(shù)代表與顆粒初速度相關(guān)的雷諾數(shù)。令，對公式（3-4）積分，得（3-5）所以當(dāng)Z=0時，獲得顆粒的最大滲透量ymax：（3-6）同理，可得（3-7）從單一顆粒出發(fā)，假定氣流沿其行程的速度是時間的一次函數(shù)，即u(t)=ue+bt，從理論上推導(dǎo)出了單個顆粒運動速度與噴嘴氣流出口速度之間的關(guān)系為[22]：（3-8）式中，us——顆粒速度隨時間變化的值；ue、u(t)——氣流出口速度和氣流速度隨時間變化的函數(shù)值；τV——運動的速度松弛時間；t——時間；ρs——顆粒密度；ds——顆粒直徑；ug——氣流的粘性系數(shù)。在扁平式氣流機(jī)噴射過程中，通常降低從噴嘴輸出的氣流速度。但是，如果氣流速度是時間的二次函數(shù)，則很難找到粒子速度的具體數(shù)值。在實際工作中，解決各種氣流速度曲線中顆粒的空間位置變化更為重要。斯托克斯的阻力定律給出了特定風(fēng)速下粒子速度與加速距離之間的關(guān)系。（3-9）在氣流粉碎中，用噴嘴出口的顆粒動能與所施加的總能量之比定義噴嘴的加速效率，推導(dǎo)出Laval噴嘴內(nèi)所加速顆粒的加速效率為:（3-10）式中，η——噴嘴加速效率；use——噴嘴末端氣顆粒速度；L——噴嘴長度D——噴嘴直徑μ——氣固濃度λ、λs——純氣流和有顆粒加入時的摩擦因子。（3-11）式中:Eloss——氣體的動能損失；Ekin一氣體流過噴嘴的動能（3-12）拉格朗日方法用于流體動力學(xué)軟件來模擬和計算管道和擴(kuò)散段中的氣固流。添加顆粒在計算粒子之間的相互干擾后，它將模擬并計算粒子與管道壁之間的碰撞以及粒子的角速度，管道的軸向粒子速度和氣態(tài)固體，使用激光測速儀技術(shù)（PDA）獲得測試結(jié)果。經(jīng)上述計算噴嘴的結(jié)構(gòu)尺寸如下圖所示：圖3.1噴嘴3.1.2粉碎規(guī)律的研究1959年，RumPf應(yīng)用Hertz理論分析了顆粒碰撞的應(yīng)力分布與沖擊速度的關(guān)系，結(jié)出了兩顆粒以一定的速度碰撞所產(chǎn)生的最大應(yīng)力為：（3-13）式中，m1、m2——兩顆粒的質(zhì)量，kg；r1、r2——兩顆粒碰撞部位的曲率半徑，m；μ1、μ2——兩顆粒的泊松比；Y1、Y2——兩顆粒的彈性模量；——顆粒的相對運動速度，m/s。在特殊情況下，其中，——介質(zhì)中聲速不同的物料以及不同粒度的同一物料都存在著一個最優(yōu)的沖擊速度，使粉碎的能耗最低。當(dāng)速度大于該值時，能得到更細(xì)的產(chǎn)品，但能量利用率降低。借用分子論中自由平均行程來表示顆粒間的平均距離:(3-14)式中，λ——顆粒間的平均距離；（1-ε）——固體容積濃度?？紤]了單向流動和顆粒在靜止氣體中的減速，對氣流粉碎區(qū)進(jìn)行了分析。規(guī)定95%的顆粒與其相反方向運動的顆粒碰撞的區(qū)域在噴嘴軸向上的長度為I95：（3-15）顆粒與顆粒間的碰撞可看作是一個力對顆粒的作用，這個力可進(jìn)一步認(rèn)為在自由程內(nèi)是個常數(shù)，可計算為：（3-16）式中，k——顆粒與顆粒碰撞的復(fù)位系數(shù)。如果假設(shè)碰撞的顆粒是極好的塑性物料，碰撞的力與粉碎區(qū)入口處的摩擦力之比為（3-17）式中，Re——雷諾數(shù)，可根據(jù)顆粒速度計算，因為顆粒是在靜止氣體中運動。這個公式在0.5≤Re≤10000范圍內(nèi)是有效的。如果物料是極好的彈性材料，則上式中的乘數(shù)2必須變?yōu)?，即上述關(guān)于粒子碰撞和破碎的討論有一定的局限性，與理論上確定的機(jī)械過程相比，有缺陷的粒子的破碎要復(fù)雜得多。研磨后的粒度非常復(fù)雜。同時，顆粒破碎的環(huán)境不同，顆粒的條件，性能，設(shè)備和工作條件也不同，顆粒破碎與能耗之間的關(guān)系也不同。很難做出一般性分析，并且許多參數(shù)必須通過實驗方法來確定。然而，基于單個顆粒，我們研究了顆粒的比破碎能量與其抗沖擊性之間的關(guān)系，并且認(rèn)為顆粒的破碎尺寸與顆粒的性質(zhì)具有更大的關(guān)系。顆粒破碎所需的碰撞速度作為基于碰撞破碎機(jī)制的射流破碎的恒定指南。從微觀的角度以及粒子之間的相互作用出發(fā)，可以研究粒子碰撞過程中裂紋的形成，發(fā)展和聚集過程，以及粒子的運動，碰撞力和能量的轉(zhuǎn)移。粒子分解的性質(zhì)更加更清楚。在碰撞實驗的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)了顆粒破碎能與粒徑之間的關(guān)系，以及碰撞速度與破壞所需的粒徑之間的關(guān)系。（3-18）式中，Es——顆粒粉碎能，J；Us——顆粒碰撞速度，m/s；Y——顆粒的彈性模量，Pa；ν——泊松比；S0——單位體積顆粒的抗壓強(qiáng)度，Pa；V0——單位體積；m——威布爾均勻系數(shù)盡管阻力隨著粒徑的減小而增加，但它是在給定的撞擊速度下在粒子內(nèi)部產(chǎn)生的張力的值，但是考慮到粒子力的影響，也就是說，如果粒子碰撞時發(fā)生的應(yīng)力未達(dá)到或超過強(qiáng)度，或者粒子碰撞速度未達(dá)到Y(jié).kanda推斷的粒子破壞速度值，則兩者將不會同時發(fā)生。如果發(fā)生損壞，則必須存在內(nèi)部損壞。下一次碰撞所需的速度會相應(yīng)降低，但是會降低多少呢？連續(xù)的粒子碰撞如何吸收能量？如何考慮多個粒子的作用力？國內(nèi)外學(xué)者沒有解釋說明。在實驗室中，用壓力槍將單個聚合物顆粒壓在目標(biāo)上，并研究了顆粒碰撞失敗的機(jī)理。并且已經(jīng)驗證了由赫茲粒子碰撞引起的破壞的合理性。根據(jù)總能量平衡的原理，通過測量特定粒徑聚合物顆粒的沖擊率，斥力率，變形和沖擊力，最小沖擊破壞率以及沖擊率和單位分解能來計算最小值。粒子以120m/s的速度從噴嘴加速到250m/s，并與目標(biāo)碰撞，通過測量撞擊前后的速度來評估撞擊的能量損失。使用兩種不同的系統(tǒng)來測量粒子的速度。首先，非常低的濃度允許將顆粒作為針對目標(biāo)量身定制的單個顆粒進(jìn)行處理。速度是通過高速攝影測量（HSSV）測量的，分析粒子的軌跡，在中至高濃度條件下，使用2組傳輸光纖和1組接收光纖測試速度。實驗研究了噴射操作的機(jī)理，空氣速度，氣固濃度，噴嘴到物體的距離，材料特性以及沖擊物體的方向。實驗建立了失效率與顆粒形成新表面的速率之間的經(jīng)驗關(guān)系。（3-19）式中，R——粉碎速度，kg/h；df、dp——進(jìn)料和產(chǎn)品的平均顆粒直徑；m、X、C——與物料相關(guān)的經(jīng)驗常數(shù)。由于粉碎區(qū)域的速度很高，直接測量有一定的困難，以上的研究基本上是理論分析推導(dǎo)和實驗驗證，因此還有許多問題值得進(jìn)一步探討。經(jīng)上述碎腔的結(jié)構(gòu)如下圖所示：圖3.2粉碎腔結(jié)構(gòu)3.2加料系統(tǒng)的設(shè)計和計算已知：P(表壓)=4kgf/cm2=0.4Mpa即P1=0.5MpaP2=0.1Mpaφ2=5mm根據(jù)一元穩(wěn)定流動的連續(xù)性方程m1=m2==式中：m1m2—截面1、2的質(zhì)量流量kg/sA1A2—截面1、2的面積m2C1C2—截面1、2處工質(zhì)的速度m/sV1V2—截面1、2處工質(zhì)的比容m3/kg截面1處P1V1=RT其中P1=0.5Mpa=5×105PaR=287.1T=293KV1==(287.1×293)÷5×105=0.168m3/kg截面2處Pc為臨界壓力對于空氣K=1.4β=0.528Pc=0.528P1=2.64×105Pa由于P2<Pc,這時噴管出口截面上氣流的壓力只能是臨界壓力Pc,出口處流速為臨界流速 Cc,即為音速。C2=Cc=2KRT[1-(Pc/P1)(K-1)/K]/K-1=2KRT/K+1=2×1.4×287.1×293÷(1.4+1)=313.3m/sV2=V1(P1/Pc)1/k=0.168×(5×105/2.64×105)1÷1.4=0.419m3/kg所以加料器的空氣質(zhì)量流量為m加=A2C2/V2=πd2C2/4V2=3.14×(0.005)2×313.3÷4÷0.419=0.01467kg/s3.3分級系統(tǒng)的設(shè)計和計算粉碎的物料通過管道進(jìn)入分級機(jī)，碎料分級是本次設(shè)計的一部分，但是由于設(shè)計概念相對獨立，所以它是相對獨立的部分。但是，分級機(jī)的設(shè)計應(yīng)結(jié)合一般的氣流粉碎機(jī)要求和設(shè)計特點，并且應(yīng)易于調(diào)整以根據(jù)不同的要求對不同的物料和不同的粒度進(jìn)行分級。3.3.1分級理論分離后獲得的某種成分的質(zhì)量與分離前粉體中所含該成分的質(zhì)量之比為分離效率。用下式表示H=(m/m0)*100%（3-20）在等式中，m0以及m分別是粉末在分離之前的特定組分的質(zhì)量和在分離之后獲得的組分的質(zhì)量，其中h是分餾效率。粉末具有較大的粒徑分布范圍，并且通常不能滿足特定粒徑范圍內(nèi)的超細(xì)粉末的要求。分類是指分別使用合格的產(chǎn)品，然后切割不合格的產(chǎn)品。避免浪費能量和過多的產(chǎn)品。粉碎工業(yè)中的關(guān)鍵問題是材料的超細(xì)粒度，分級在粉碎中起著重要作用。及時分離出適合研磨的細(xì)顆粒以形成最終產(chǎn)品，然后將較大的顆粒送回研磨系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步研磨。這種粉碎機(jī)和分級系統(tǒng)的組合可以形成一個開放的物料回路。4.展望與總結(jié)4.1展望本文提出了一種在我國常用的扁平式氣流粉碎機(jī)的具體設(shè)計方案，并基于該設(shè)計方案對四個參數(shù)（噴嘴角度，分級速度，進(jìn)料速度，背壓）進(jìn)行了相應(yīng)的參數(shù)優(yōu)化，但是由于自身的知識水平有限，因此在本次設(shè)計中仍然存在很多實際應(yīng)用中的問題。（1）本文定性描述氣流流場，并獲得一些結(jié)構(gòu)和工藝參數(shù)對位移的影響。因此，該模型是簡化模型，在實際中還需要更精確地建立噴嘴結(jié)構(gòu)，并提高研究的準(zhǔn)確性。（2）本文對出料速率進(jìn)行了優(yōu)化，本研究針對的是噴嘴結(jié)構(gòu)等因素影響粉碎機(jī)出料和破碎效率的腔體，具體效果還需進(jìn)一步的實驗驗證。4.2總結(jié)畢業(yè)設(shè)計是對大學(xué)學(xué)到的知識的回顧，也是對過去學(xué)到的知識的綜合應(yīng)用。表現(xiàn)出我們獨立思考，解決實際工程問題，并進(jìn)行獨立繪圖的能力，讓教科書的理論知識可以在生產(chǎn)實踐中得到真正的應(yīng)用。在此之前，經(jīng)過四年的研究，我學(xué)到了很多知識，但是我還沒有機(jī)會去真正的動手實踐。本次設(shè)計讓我全面理解了機(jī)械設(shè)計過程，對設(shè)計，計算和工程圖的繪制進(jìn)行了系統(tǒng)性的學(xué)習(xí)，并且讓我對機(jī)械工作的興趣日益濃厚，對機(jī)械行業(yè)充滿信心。在設(shè)計初期，我訪問了圖書館的網(wǎng)站文獻(xiàn)，并下載了許多相關(guān)文檔和材料。在對扁平式氣流粉碎機(jī)有了一些了解之后，我開始準(zhǔn)備撰寫報告和文獻(xiàn)綜述。在整個結(jié)構(gòu)設(shè)計過程也受到了很大的啟發(fā)，在對數(shù)據(jù)進(jìn)行幾次修改之后，制定了總體計劃，并繼續(xù)進(jìn)行制圖和其他工作。在設(shè)計過程中，我得到了老師的幫助，我認(rèn)為通過與老師的交流，我可以學(xué)到很多東西。老師可以從不同的角度激勵我，驅(qū)動我，并能夠給我很多幫助，對我在設(shè)計過程中遇到的很多實際問題，老師都可以耐心幫助我解答。在此期間，扁平式氣流粉碎機(jī)的設(shè)計基本上是根據(jù)設(shè)計要求完成的，但是由于缺乏實踐知識和經(jīng)驗，這種設(shè)計有其缺點，還需要后續(xù)工作的不斷完善。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。5.參考文獻(xiàn)[1]邱宣懷.機(jī)械設(shè)計[M].第4版.北京：高等教育出版社，1997[2]王明強(qiáng).機(jī)械設(shè)計綜合訓(xùn)練[M].北京：兵器工業(yè)出版社，2007.[3]孫桓，陳作模，葛文杰.機(jī)械原理[M].北京：高等教育出版社，2010,04[4]中國機(jī)械工程學(xué)會.中國機(jī)械設(shè)計大典[M].江西科學(xué)技術(shù)出版社，2002，01.[5]薛銅龍，機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)[M].電子工業(yè)出版社，2011.05[5]殷昌貴，王蘭美.畫法幾何及工程制圖[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2007[6]葉偉昌主編.機(jī)械工程及自動化簡明設(shè)計手冊(上冊)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.[7]葉偉昌主編.機(jī)械工程及自動化簡明設(shè)計手冊(下冊)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.[8]胡家秀主編.機(jī)械零件設(shè)計實用手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.10.[9]超微氣流粉碎，楊宗志編著，化學(xué)工業(yè)出版社[10]WangY,PengF.Parametereffectsondryfinepulverizationofaluminaparticlesinafluidizedbedopposedjetmill[J].PowderTechnology,2011,214(2):269-277.[11]RajeswariMSR,AzizliKAM,HashimSFS,etal.CFDsimulationandexperimentalanalysisofflowdynamicsandgrindingperformanceofopposedfluidizedbedairjetmill[J].InternationalJournalofMineralProcessing,2011,98(1-2):94-105.[12]RodnianskiV,KrakauerN,DarweshK,etal.Aerodynamicclassificationinaspiraljetmill[J].PowderTechnology,2013,243(7):110-119.[13]ZbronskiD.Analysisoftheinfluenceofselectedparametersprocessontheperformanceoffluidizedbedopposedjetmill.partIV:Forecastingofparticlesizedistributionofgrindingproduct[J].GospodarkaSurowcamiMineralnymi,2011,27(2):43-61.[14]黨棟.超細(xì)粉體的渦輪分級研究[D].北京化工大學(xué),2015.[15]劉雪東,卓震.扁平式氣流粉碎機(jī)粉碎室流場的數(shù)值模擬[J].化工學(xué)報,2000,51(3):414-417.[16]葉菁,陳家炎.超音速氣流粉碎機(jī)核心噴射帶流動規(guī)律與幾何結(jié)構(gòu)探討[J].礦冶工程,19