<<
>>

1.2.1 Режимы работы мельницы

Механический режим работы шаровой мельницы определяют два основных параметра:

1. Относительная частота вращения барабана ψ,равная отношению фактиче­ской частоты вращения п к условной критической частоте вращения пкр

2.

Коэффициент относительного заполнения мельницы мелющими телами φ, равное отношению объема мелющих тел Vhк внутреннему объему барабана мельницы V

где ψи φ- доли ед.; п и п кр - мин-1; Vhи V - м3[14, 23].

Входящая в формулу(1.1) условная критическая частота вращения барабана мельницы соответствует такой частоте вращения, при которой сила инерции вращательного движении мелющих тел, центр тяжести которых находится на внутренней поверхности барабана, равна силе тяжести этого тела. При этом измельчающее тело бесконечно малых размеров, поднятое в самую верхнюю точку барабана, находится в динамическом равновесии, т. е., не отрывается от поверхности футеровки барабана и вращается с нею как одно целое (центрифу­гирует). Условная критическая частота вращения определяется по формуле [11, 28, 48]:

где g- ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с2;

D- диаметр барабана мельницы в свету, м.

Параметр φ- отношение объема мелющих тел в насыпке к рабочему объему мельницы определяется по формуле где Gh- масса мелющих тел, кг;

γu- насыпная плотность мелющих тел, кг/м3;

L- длина барабана, м.

Насыпная плотность мелющих тел находится в зависимости от их фракцион­ного состава и плотности материала. При проведении расчетов насыпная плот­ность шаров принимается равной уш ~ 4,6 т/м3и цильпебса - ус ~ 6,6 т/м3.

В зависимости от частоты вращения барабана мельницы при его многослой­ном заполнении мелющей загрузкой возможен один из следующих скоростных режимов движения мелющих тел:

1. каскадный, с перекатыванием мелющих тел без их полета (рисунок1.21,а);

2. смешанный, частично с перекатыванием мелющих тел и частично с их поле­том (рисунок1.21,б);

Рисунок 1.21 Контур и схема движения мелющих тел (шаров) при каскадном (а), смешанном (б) и водопадном (в) режимах работы мельницы

3. водопадный, с преимущественным полетом мелющих тел (рисунок1.21,в), в том числе и субкритический, при приближении к центрифугированию или с центрифугированием внешних слоев мелющих;

4. сверхкритический или "махового колеса", с центрифугированием всего объ­ема мелющих тел.

При небольшой частоте вращения барабана осуществляется каскадный (нека­тарактный) режим движения мелющих тел. В начальным момент пуска мельницы мелющая загрузка поворачивается на некоторый предельный угол θи затем, ме­лющие тела приходят в движение по замкнутым траекториям. Криволинейная по­верхность естественного откоса мелющей загрузки близка к плоскости АС, нахо­дящаяся под некоторым углом εк горизонту, при этом угол равен предельному углу поворота: ε = θ(рисунок1.21,а). При работе мельницы в установившемся режиме измельчающая среда остается в этом положении; измельчающие тела непрерывно циркулируют, поднимаясь по круговым траекториям CDAи скатыва­ясь затем "каскадом" вниз от точки А до исходной точки С.

Малоподвижное ядро мелющей загрузки (зона 3)находится в центральной ча­сти измельчающей среды (рисунок1.21,а - заштрихованная зона).

Измельчение материала при каскадном режиме происходит в результате раздав­ливающего и истирающего воздействия мелющих тел. Такой режим чаще всего применяется при работе стержневых мельниц, шаровых мельниц с центральной раз-

грузкой и трубных мельниц при мокром и сухом измельчении некрепких материалов.

Смешанный режим движения мелющих тел проиллюстрирован на рисун­ке1.21,б, где пунктиром изображено положение мелющих тел, находящихся в полете по траектории AFB,а сплошными линиями - перемещающихся путем пе­рекатывания, например, по траектории BCDA.Мелющие тела, участвующие при смешанном режиме в каскадном движении, расположены между внешними сло­ями и малоподвижным ядром, вокруг которого и происходит их циркуляция.

Водопадный (катарактный) режим движения мелющих тел в мельнице (рису­нок 1.21, в) наблюдается при частоте вращения барабана, обеспечивающей пере­ход большинства слоев мелющих тел с круговой на параболическую траекто­рию. Поднимаясь по круговым траекториям, например, по B1D1A1или B2D2A2и т. д., в точках A1, A2, ... мелющие тела отклоняются от круговой траектории и совершают свободное падение - по параболам A1F1B∖, A2F2B2и т.д. В точках па­дения Bl, В2 и т. д. тела снова переходят на круговую траекторию соответствую­щего слоя.

Анализируя кинематику водопадного движения мелющих тел в мельнице, принимают гипотезу, что траектория движения всякого измельчающего тела представляет собой замкнутую кривую, состоящую из двух участков: участок AiFiBi- парабола свободного полета, а нижний BiDjAi- дуга окружности, по ко­торой тело движется в тот период, когда измельчающая среда вращается вместе с барабаном мельницы как одно целое (двухфазный цикл Дэвиса).

В мельницах с водопадным режимом измельчение происходит преимуще­ственно за счет удара падающих тел и только частично за счет истирания и раз­давливания. Этот режим широко используется в большей части промышленных мельниц различных типов и является единственным при измельчении крупно­дробленых и трудноизмельчаемых материалов.

Частным случаем водопадного режима является субкритический режим, осуществляемый при частоте вращения барабана, близкой или равной критиче­ской. При этом большую часть цикла измельчающие тела имеют круговую тра­екторию и высота их падения невелика.

Сверхкритический режим движения мелющих тел в мельнице наблюдается при частоте вращения барабана выше критической, когда в центрифугирование постепенно вступают все слои измельчающей среды.

В момент времени, когда вся мелющая загрузка начинает центрифугировать, мельница становится подобной маховому колесу, при этом расход полезной энергии и работа на измельчение равны нулю.

1.2.2

<< | >>
Источник: ХАХАЛЕВ ПАВЕЛ АНАТОЛЬЕВИЧ. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ СТУПЕНЧАТОЙ ФУТЕРОВКИ И ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ В ШАРОВОЙ БАРАБАННОЙ МЕЛЬНИЦЕ. ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук. Белгород - 2017. 2017

Еще по теме 1.2.1 Режимы работы мельницы:

  1. 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ И ВЕНТИЛЯЦИИ АВТОМОБИЛЯ
  2. 4.4. Рекомендации по выбору энергетических параметров и режимов работы СНМ
  3. Определение рационального режима работы экспериментального динамического сепаратора с дезагрегирующим устройством
  4. БРАЖНИК ЮЛИЯ ВИКТОРОВНА. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ И ПРОЦЕССА СМЕШИВАНИЯ В ЛОПАСТНОМ СМЕСИТЕЛЕ С ВЫСОКОСКОРОСТНЫМ РЕЖИМОМ РАБОТЫ. ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук. Белгород - 2017, 2017
  5. ГЛАВА 3. МЕТОДОЛОГИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССА СМЕШИВАНИЯ В СМЕСИТЕЛЕ С ВЫСОКОСКОРОСТНЫМ РЕЖИМОМ РАБОТЫ
  6. ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ СМЕСИТЕЛЯ С ВЫСОКОСКОРОСТНЫМ РЕЖИМОМ РАБОТЫ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОЦЕССА СМЕШИВАНИЯ
  7. 4.4. Определение рациональных режимов работы смесителя на основании анализа влияния основных факторов на функции отклика
  8. ВВЕДЕНИЕ
  9. Разработка экспериментальных установок центробежной противоточной мельницы, моделирование технологических процессов
  10. Исследование параметров работы центробежной противоточной мельницы
  11. Разработка рациональных режимов процесса помола
  12. Содержание
  13. ВВЕДЕНИЕ
  14. 1.2.1 Режимы работы мельницы
  15. Траектория движения мелющих тел при каскадном режиме работы мельницы
  16. Траектория движения мелющих тел при водопадном режиме работы мельницы