Определение количества крупного заполнителя, поступающего из загрузочного устройства в смесительную камеру

Основное назначение заполнителя в бетоне - снижение расхода цемента, увеличение прочности готового изделия, а также придание ему, при необходимости, дополнительных специальных свойств (низкая теплопроводность, стойкость к коррозии, защита от ионизирующих излучений и др.).

Для эффективного и качественного распределения заполнителя в бетоне необходимо теоретически обосновать и произвести расчет конструктивных и технологических параметров загрузочного устройства.

Рассмотрим процесс загрузки крупного заполнителя в смеситель. Для его непрерывного поступления в смесительную чашу, как правило, используется коническое загрузочное устройство (рис. 2.1).

Согласно расчетной схемы (рис. 2.1), находим радиус выпускного отверстия:

где R- радиус загрузочного отверстия устройства, м;

H_k- высота конического устройства, м;

ε- угол наклона стенок устройства, град.

Рисунок 2.1. Расчетная схема для определения конструктивных параметров конического загрузочного устройства

Расход крупного заполнителя [48], истекающего из выпускного отверстия конического загрузочного устройства в зависимости от конструктивных параметров и времени будет определяться следующим соотношением [91]:

где g- ускорение свободного падения, м/с²

r₀- радиус выпускного отверстия конического загрузочного устройства, м;

а величина q₀определяется соотношением:

49

показывает, что для значений аргумента больше единицы значение функциональной зависимости мало отличается от своего предельного значения равного 1.

На основании сказанного с учетом (2.3) выражение (2.2) принимает вид:

Объем крупного заполнителя, который необходимо загрузить в смеситель в течение некоторого времени t₃на основании (2.4) будет определяться соотношением:

В результате загрузки объема заполнителя (2.5) свободный объем камеры смесителя уменьшится на величину равную:

где R₂- внешний радиус смесительной чаши, м;

R₁- внутренний радиус смесительной чаши, м;

H₁- высота загрузки камеры смесителя крупным заполнителем; значение этой величины с высотой смесительной чаши связано соотношением:

здесь ψ- коэффициент загрузки смесительной чаши раствором;

a₀- коэффициент загрузки смесительной чаши фракцией крупного заполнителя;

H₀- высота смесительной чаши, м;

На основании (2.5) и (2.6) с учетом (2.7) получаем следующее соотношение:

С учетом выражения, которое связывает время, угол поворота ротора смесителя θи угловую частоту вращения Ωимеем:

с другой стороны:

где n₀- число полных оборотов ротора, за которое осуществится загрузка крупного заполнителя.

На основании (2.9), (2.10) уравнение (2.8) принимает вид:

Исходя из (2.12) находим радиус выпускного отверстия конического загрузочного устройства:

51

Таким образом, полученное соотношение (2.14) представляет собой уравнение для определения размера выпускного отверстия конического загрузочного устройства в зависимости от конструктивных и технологических параметров смесителя (рис.

Рисунок 2.3. График зависимости размера выпускного отверстия r₀конического загрузочного устройства от числа полных оборотов ротора n₀, за которое осуществится загрузка крупного заполнителя и угловой частоты вращения ротора Ω

Анализ полученных поверхностей (рис. 2.3) показал, что для обеспечения рационального режима загрузки крупного заполнителя в смесительную чашу при угловой частоте вращения ротора 0,5 рад/с (около 30 мин^-1) (рис. 2.3, б) радиус выпускного отверстия бункера может варьироваться от 0,044м до 0,063м (рис. 2.3, в), при этом нужно учитывать количество оборотов ротора, за которое произойдет загрузка крупного заполнителя. Например, если загрузка осуществляется за период времени двух и менее оборотов ротора, то может произойти неравномерное давление крупного заполнителя на рабочие органы смесителя, а увеличение количества оборотов ротора более пяти приведет к повышению времени, затрачиваемого на процесс смешивания.

2.2.