Определение рациональных значений параметров процесса измельчения
По результатам экспериментов численным моделированием и на лабораторной установке были получены уравнения регрессии, которые позволяют установить рациональные значения параметров коэффициента загрузки φ(доли ед.), относительной частоты вращения ψ(доли ед.), шага выступов 1(град.) и высоты выступов h(мм) эффективного процесса измельчения в шаровой мельнице.
Исходными данными для решения задачи оптимизации являются уравнения регрессии величины малоподвижного ядра
мощности, потребляемой приводом 
, остатка готового продукта на сите
описанные в
разделах 4.1-4.4, выступающие функциями цели, зависящими от четырех переменных. Анализируя полученные зависимости функций отклика от варьируемых факторов необходимо рассматривать их совместно, т.к. их общее взаимодействие дает полную картину о процессе измельчения.
Для определения рациональных значений параметров процесса измельчения проанализируем совместно по три функции отклика от каждого из варьируемых параметров:
При определении рациональных значений параметров процесса измельчения в шаровой мельнице к каждой из функций отклика были предъявлены следующие требования:
На рисунках4.46-4.49 изображены графики функций отклика в зависимости от варьируемых параметров: коэффициента загрузки, относительной частоты враще
ния, шага и высоты выступов.
На рисунке4.46 показана зависимость Ck, Pи Roo8от коэффициента загрузки барабана мельницы.
Относительно малый прирост мощности, потребляемой приводом, при увеличении массы загрузки в 2 раза, говорит о потерях, связанных с трением в подшипниковых узлах и не связанных с процессом измельчения. Проанализировав график, можно сделать вывод, что наиболее рациональные величины коэффициента загрузки камеры находятся в пределах 0,28 - 0,33.
Рисунок 4.46 График зависимостей функций отклика от φ
Зависимости Ck, Pи Roo8от относительной частоты вращения показаны на рисунке 4.47.
Рисунок 4.47 График зависимостей функций отклика от ψ
Из графика видно, что параметр, характеризующий малоподвижное ядро шаровой загрузки, Ckимеет минимальное значение 13,21% при ψ=0,86, мощность, потребляемая приводом, Pимеет минимальное значение 1124 Вт при ψ=0,66, остаток на сите 008, R008 имеет минимальное значение 9,45% при ψ=0,82.
Исходя из этого, можно сделать вывод, что рациональная относительная частота вращения ψот 0,74 до 0,78 (закрашенная область на рисунке4.47).
Зависимость функций отклика Ck , P, R008=f (l) от шага выступов показана на рисунке 4.48.
С увеличением значения шага выступов от 15 до 45°, параметр, характеризующий малоподвижное ядро шаровой загрузки, Ckвозрастает с 14,08 до 17,82%, мощность, потребляемая приводом, Pснижается с 1297 Вт до 1245 Вт, остаток на сите 008, R008снижается с 15,2 до 10%. Однако, снижение потребляемой мощности при изменении lот 15 до 45° составляет 52 Вт (4%). Поэтому, проанализировав зависимости (рисунок4.48)можно сказать, что наиболее рациональным шагом выступов будут значения от 26 до 36°.
Рисунок 4.48 График зависимостей функций отклика от l
На рисунке4.49 показаны зависимости Ck, Pи R008от высоты выступов h. При ее изменении от 8 до 24 мм, параметр, характеризующий малоподвижное ядро шаровой загрузки, Ckимеет минимальное значение 16,1% при h=14 мм, мощность Pимеет минимальное значение 1190 Вт при h=8 мм, остаток на сите 008, R008име
ет минимальное значение 9,7% при h=12 мм.
Анализируя график, можно сделать вывод, что рациональное значение высоты выступов hнаходится в пределах от 10 до 15 мм.
Рисунок 4.49 График зависимостей функций отклика от h
С целью обоснования выбранных рациональных значений варьируемых пара
Отношение
характеризует, какая величина мощности, потребляемой
приводом, приходится на количество готового продукта в виде остатка на сите 008 и при выборе рациональных параметров
должно стремиться к ми
нимуму.
Величин
} показывает, насколько эффективно работает мелю
щая загрузка (исключая мелющие тела в малоподвижном ядре) в отношении к количеству готового продукта. Значение
должно стремиться к мак
симуму.
Характеристика
показывает, сколько потребляемой мощно
сти приходится на количество готового продукта в отношении к эффективной работе мелющей загрузки.
График зависимостей от коэффициента загрузки барабана мельницы φ, изоб-
151,6 Вт-%/%.
Рисунок 4.50 График зависимостей совместного влияния функций отклика от φ
На рисунке 4.51 показан график совместного влияния функций отклика в зависимости от относительной частоты вращения барабана мельницы ψ.
Рисунок 4.51 График зависимостей совместного влияния функций отклика от ψ
При выбранных значениях параметра ψ= 0,74 - 0,78 наблюдается увеличение
137
График совместного влияния функций отклика в зависимости от шага выступов, показанный на рисунке4.52,показывает, что в выбранном интервале l = 26 - 36° происходит увеличение
и
до 8,58 %/% и
131,3 Вт/% соответственно, а
уменьшается до 147,2 Вт-%/%.
Рисунок 4.52 График зависимостей совместного влияния функций отклика от l
График, изображенный на рисунке4.53 показывает зависимости совместного влияния функций от клика от высоты выступов h.
Рисунок 4.53 График зависимостей совместного влияния функций отклика от h
138
Таким образом, проведенный всесторонний анализ влияния исследуемых факторов и эффектов их взаимодействия на параметры оптимизации позволяет получить рациональные конструктивно-технологические и энергетические параметры
4.5.