- •Греческий алфавит
- •Содержание
- •Лекция 1
- •I. Общие сведения
- •I. Общие сведения
- •1. Предмет курса «Процессы и аппараты»
- •2. Возникновение и развитие науки о процессах и аппаратах
- •3. Классификация основных процессов
- •4. Общие принципы анализа и расчета процессов и аппаратов
- •5. Различные системы единиц измерения физических величин
- •Лекция 2 Гидромеханические процессы.
- •II. Основы гидравлики. Общие вопросы прикладной гидравлики в химической аппаратуре
- •II. Основы гидравлики. Общие вопросы прикладной гидравлики в химической аппаратуре
- •1. Основные определения
- •2. Некоторые физические свойства жидкостей
- •Гидромеханические процессы. А. Гидростатика
- •3. Дифференциальные уравнения равновесия Эйлера
- •4. Основное уравнение гидростатики
- •5. Некоторые практические приложения основного уравнения гидростатики
- •Лекция 3 гидромеханические процессы.
- •Б. Гидродинамика
- •1. Основные характеристики движения жидкостей
- •2. Уравнение неразрывности (сплошности) потока
- •3. Дифференциальные уравнения движения Эйлера
- •4. Дифференциальные уравнения движения Навье-Стокса
- •5. Уравнение Бернулли
- •6. Некоторые практические приложения уравнения Бернулли
- •7. Движение тел в жидкостях
- •8. Движение жидкостей через неподвижные зернистые и пористые слои
- •9. Гидродинамика кипящих (псевдоожиженных) зернистых слоев
- •10. Элементы гидродинамики двухфазных потоков
- •11. Структура потоков и распределение времени пребывания жидкости в аппаратах
- •Лекция 4
- •III. Перемещение жидкостей
- •III. Перемещение жидкостей
- •1. Объемные насосы
- •2. Конструкция объемных насосов
- •3. Центробежные насосы
- •4. Конструкция центробежных насосов
- •1 Корпус, 2 – крышка, 3 – рабочее колесо, 4 – втулка корпуса,
- •5. Насосы других типов. Сифоны
- •Лекция 5
- •2. Поршневые компрессоры
- •3. Ротационные компрессоры и газодувки
- •4. Центробежные машины
- •5. Осевые вентиляторы и компрессоры
- •6. Винтовые компрессоры
- •7. Вакуум-насосы
- •8. Сравнение и области применения компрессорных машин различных типов
- •Лекция 6
- •V. Разделение неоднородных систем
- •V. Разделение неоднородных систем
- •1. Неоднородные системы и методы их разделения
- •Разделение жидких систем
- •2. Материальный баланс процесса разделения
- •А. Отстаивание
- •3. Скорость стесненного осаждения (отстаивания)
- •4. Отстойники
- •Б. Фильтрование
- •6. Общие сведения
- •6. Фильтровальные перегородки
- •7. Устройство фильтров
- •Лекция 7
- •VI. Перемешивание в жидких средах
- •В. Центрифугирование
- •1. Основные положения
- •2. Устройство центрифуг
- •Г. Разделение газовых систем (очистка газов)
- •1. Общие сведения
- •2. Гравитационная очистка газов
- •3. Очистка газов под действием инерционных и центробежных сил
- •4. Очистка газов фильтрованием
- •5. Мокрая очистка газов
- •6. Электрическая очистка газов
- •VI. Перемешивание в жидких средах
- •1. Общие сведения
- •2. Механическое перемешивание
- •3. Механические перемешивающие устройства
- •Лекция 8 кристаллизация
- •VII. Кристаллизация
- •1, Общие сведения
- •2. Устройство кристаллизаторов
- •Лекция 9
- •А. Крупное дробление
- •2. Щековые дробилки
- •3. Конусные дробилки
- •Б. Среднее и мелкое дробление
- •4. Валковые дробилки
- •5. Ударно-центробежные дробилки
- •В. Тонкое измельчение
- •6. Барабанные мельницы
- •7. Кольцевые мельницы
- •Г. Сверхтонкое измельчение
- •8. Мельницы для сверхтонкого измельчения
- •Некоторые другие методы разрушения твердых материалов
- •Лекция 10
- •1. Грохочение
- •Гидравлическая классификация и воздушная сепарация
- •X. Смешение твердых материалов
- •Дозирование твердых материалов
- •1. Бункеры и затворы к ним
- •2. Питатели
- •Питатели с тяговыми органами
- •Питатели с колебательным движением
- •Вращающиеся питатели
- •3. Дозаторы
- •Автоматические весы
- •Весовые ленточные дозаторы
- •Литература
4. Валковые дробилки
Исходный материал поступает в валковую дробилку (рис. VIII-7), затягивается парой вращающихся навстречу друг другу гладких цилиндрических валков 1, 2 в зазор между ними и дробится в основном путем раздавливания. Валки размещены на подшипниках в корпусе 3, причем валок 1 вращается в неподвижно установленных подшипниках, а валок 2 — в скользящих подшипниках, которые удерживаются в заданном положении (в зависимости от требуемой ширины зазора) с помощью пружины 4. При попадании в дробилку постороннего предмета чрезмерной твердости подвижный валок отходит от неподвижного и предмет выпадает из дробилки (при этом устраняется возможность ее поломки).
Валки обычно изготавливаются из чугуна и футеруются по внешней поверхности бандажами из углеродистой или износостойкой марганцовистой стали. Их окружная скорость составляет 2-4.5м/сек (предельно — не более 7 м/сек). Обычно приводной механизм валковой дробилки состоит из двух ременных передач — на шкив каждого валка от отдельного двигателя.
В промышленности используются валковые дробилки, отличающиеся по числу валков (одно-, двух- и четырехвалковые), форме и скорости вращения валков, роду привода. Так, для дробления солей и других материалов средней твердости применяют зубчатые валки, измельчающие материал в основном раскалыванием; для усиления истирающего действия при дроблении вязких, например глинистых, материалов используют дифференциальные валки с большой (до 20%) разностью скоростей вращения и т.д. В некоторых тихоходных дробилках (окружная скорость 2-3 м/сек) вращение с помощью ременной передачи сообщается ведущему валку и передается ведомому через зубчатую передачу.
Валковые дробилки компактны и надежны в работе; вследствие однократного сжатия материал не переизмельчается и содержит мало мелочи. Эти дробилки наиболее эффективны для измельчения материалов умеренной твердости (степень измельчения i = 10-15); для твердых материалов i ≤ 3-4.
5. Ударно-центробежные дробилки
Молотковые дробилки. Молотковая дробилка (рис. VIII-8) состоит из корпуса 1, футерованного стальными плитами 2. На вращающемся горизонтальном валу 3 насажены диски 4, между которыми шарнирно подвешены молотки 5. Материал дробится под действием ударов быстровращающихся (с окружной скоростью 30-55 м/сек) молотков. Дробление происходит также при ударах кусков материала, отбрасываемых молотками, о плиты 2. Наконец, материал дополнительно измельчается путем удара, раздавливания и некоторого истирания на колосниковой решетке 6, через которую измельченный материал разгружается, падая вниз. Степень измельчения i = 10-15. Молотки, плиты и решетка изготовляются из углеродистой стали (с твердосплавными наплавками) или из марганцовистой стали.
Кроме однороторных молотковых дробилок (рис. XVIII-8) применяются двухроторные (с двумя валами), для которых степень измельчения достигает i = 30-40. Выпускаются также дробилки с жестко закрепленными молотками, а также с несколькими параллельными рядами молотков (многорядные дробилки).
Молотковые дробилки используются и для крупного дробления. Они отличаются высокой производительностью (на единицу веса машины), пониженным расходом энергии на дробление и высокой степенью измельчения по сравнению со щековыми и конусными дробилками. Недостатками молотковых дробилок являются значительный износ молотков и плит, сложность монтажа (балансировки ротора).
Молотковые дробилки широко применяются для дробления хрупких, волокнистых и других материалов, а также материалов умеренной твердости и малой абразивности (уголь, гипс, известняк и др.). При измельчении глинистых и вязких материалов молотковые дробилки работают без колосниковой решетки, что приводит к некоторому недоизмельчению материала.
Дезинтеграторы и дисмембраторы. На рис. VIII-9 изображен дезинтегратор, представляющий собой дробилку ударного действия, рабочим органом которой являются два вращающихся в разные стороны ротора. Каждый ротор состоит из дисков 1, соединенных с кольцевыми дисками 2 стальными пальцами 3, и закреплен с помощью ступиц на отдельных валах 4, 5. Валы роторов приводятся во вращение от индивидуальных электродвигателей через шкивы 6 и 7. Пальцы на дисках роторов размещены по концентрическим окружностям так, что каждый ряд пальцев одного ротора входит между двумя рядами другого. Окружная скорость пальцев, расположенных по внешней окружности, составляет 22-37 м/сек.
Дробимый материал подается через загрузочную воронку 8 к центру ротора. Пальцы, расположенные по внутренней окружности, дробят материал и отбрасывают его куски к следующему концентрическому ряду, вращающемуся в противоположном направлении. Таким путем материал последовательно и многократно дробится пальцами ротора. Расстояние между пальцами последнего (наружного) ряда определяет максимальный размер кусков раздробленного продукта. Одновременно с дроблением в дезинтеграторе происходит хорошее перемешивание компонентов дробимого материала.
Степень измельчения l в дезинтеграторе обычно не превышает 10 и регулируется скоростью вращения роторов. С увеличением степени дробления, иногда до i = 40, снижается производительность дезинтегратора.
В отличие от дезинтеграторов дисмембраторы имеют один ротор. Внутренняя стенка корпуса выполняет роль второго (неподвижного) диска, т.е. является статором. Пальцам дисмембратора, установленным на статоре и роторе, часто придают форму ножей для измельчения материала срезом и разрывом. Число оборотов ротора дисмембратора примерно вдвое превышает число оборотов дисков дезинтегратора.
Отражательные дробилки. Из материала, поступающего на измельчение в отражательную дробилку (рис. VIII-10), на решетке 1 отсеивается мелочь и материал поступает на ротор 2, вращающийся с окружной скоростью 12-70 м/сек (в зависимости от требуемой степени измельчения). Лопатками 3 ротора куски материала отбрасываются на шарнирно подвешенные отражательные щитки 4. Измельчение осуществляется ударами лопаток 3 и при ударах кусков о щитки 4. Кроме того, отраженные от щитков куски на большой скорости сталкиваются с кусками материала, отброшенными ротором, при этом происходит дополнительное самоизмельчение материала. Поэтому отражательные дробилки близки по принципу действия к мельницам без мелющих тел и могут использоваться для тонкого измельчения.
Вследствие различия действующих на куски материала центробежных инерционных сил, возникающих при вращении ротора, куски большего размера дробятся уже в пространстве перед первым щитком. Доизмельчение мелочи происходит в объемах, ограниченных последующими по ходу материала отражательными щитками.
Посредством цепной завесы 5 предотвращается вылет кусков материала из загрузочной воронки дробилки.
В отражательных дробилках, благодаря многостадийному измельчению в пространствах между щитками и ротором, получается однородный продукт, а достигаемая степень измельчения i = 40-50.
Все описанные ударно-центробежные измельчители высокопроизводительны, позволяют получать высокую степень измельчения и используются в широком диапазоне степеней, измельчения. Повышенный износ дробящих тел, большое пылеобразование, необходимость точной балансировки роторов являются недостатками этих машин.