- •Лекции по дисциплине «Машины химических производств» для студентов специальности 240801 «Машины и аппараты химических производств».
- •Часть 1 (32 лекционных часа)
- •Химическое оборудование, его классификация, особенности его эксплуатации…………………………
- •Сыпучие материалы, их физико-механические свойства
- •Машины для дробления сыпучих материалов……….
- •Машины для помола материалов……………
- •Машины для классификации сыпучих материалов………..
- •Список литературы……………………..
- •Для заметок……..
- •Список литературы………………
- •Дозаторы…………………
- •Контрольные вопросы по теме «Питатели и дозаторы для сыпучих материалов …………………………………..
- •Список литературы……………………………. Аннотация
- •Контрольные вопросы по теме «Химическое оборудование, его классификация, особенности его эксплуатации»
- •Сыпучие материалы, их физико-механические свойства.
- •Свойства сыпучих материалов.
- •Гранулометрический состав.
- •Основные физические характеристики сыпучих материалов.
- •Силы взаимодействия между частицами сыпучего материала – силы аутогезии.
- •Механические свойства сыпучих материалов и характеризующие их параметры.
- •Физические и теоретические основы процессов измельчения твердых тел.
- •Основные способы измельчения твердых тел (рис. 4):
- •Основные стадии дробления и измельчения.
- •Стадии измельчения
- •Теории измельчения.
- •Контрольные вопросы по теме «Сыпучие материалы, их физико-механические свойства».
- •Машины для дробления сыпучих материалов Общая классификация дробилок.
- •Щековые дробилки.
- •Область применения.
- •Усреднённый гранулометрический состав дроблённого продукта дробилок крупного дробления
- •Принцип действия и классификация:
- •Особенности конструкции дробилок со сложным движением щеки – щдс.
- •Конструкционные материалы деталей и сборочных единиц щековых дробилок.
- •Основные расчеты щековых дробилок.
- •Конусные дробилки. Область применения, принцип действия и классификация.
- •Конструкции дробилок.
- •Конструкционные материалы, используемые для изготовления деталей и сборочных единиц конусных дробилок.
- •Основные расчеты конусных дробилок.
- •4. Определение n – числа оборотов для дробилок ксд и ксм с пологими конусами.
- •Валковые дробилки.
- •Конструкция.
- •Материалы, используемые для изготовления деталей и сборочных единиц валковых дробилок.
- •Основные расчеты валковых дробилок.
- •Дробилки ударного действия.
- •Основные расчеты дробилок ударного действия.
- •Классификация барабанных измельчителей по различным критериям.
- •Однокамерная барабанная шаровая мельница мокрого помола.
- •Расчет барабанных измельчителей.
- •Измельчители раздавливающего и истирающего действия.
- •Шаро-кольцевые измельчители.
- •Роликомаятниковые измельчители.
- •Ударные, вибрационные и струйные измельчители.
- •Новые и перспективные методы измельчения материалов.
- •Контрольные вопросы по теме «Машины для измельчения материалов».
- •Машины для классификации сыпучих материалов.
- •Механические способы классификации.
- •Основные показатели процесса грохочения.
- •Основные типы грохотов.
- •Выбор схемы дробления с использованием грохочения.
- •Конструкции просеивающих элементов.
- •Закономерности процесса грохочения.
- •Последовательность выделения классов при грохочении.
- •Конструкции плоских качающихся и инерционных (вибрационных) грохотов.
- •Технологический и динамический расчеты инерционных грохотов.
- •Воздушная сепарация (классификация) сыпучих зернистых материалов.
- •Принципиальные схемы воздушных сепараторов.
- •Конструкции воздушных сепараторов.
- •Контрольные вопросы по теме «Классификация».
- •Смесители сыпучих материалов. Процессы смешивания. Классификация смесителей.
- •Контрольные вопросы по теме «Смесители зернистых сыпучих материалов».
- •Фактор разделения.
- •Классификация центрифуг.
- •Производительность осадительных центрифуг.
- •Производительность фильтрующих центрифуг.
- •Силовые факторы в элементах вращающегося ротора.
- •Механические колебания в центрифугах.
- •Уравновешивание вращающихся масс.
- •Энергетический расчет.
- •Область применения.
- •Рабочий цикл центрифуг периодического действия.
- •Производительность центрифуг периодического действия.
- •Конструкции центрифуг периодического действия. Вертикальные малолитражные центрифуги с нижним приводом.
- •Маятниковые центрифуги.
- •Подвесные центрифуги.
- •Подвесная саморазгружающаяся фильтрующая центрифуга фпс с гравитационной выгрузкой осадка.
- •Подвесная фильтрующая полуавтоматическая центрифуга периодического действия фпн с механической выгрузкой осадка с помощью специального ножа.
- •Горизонтальные автоматизированные центрифуги фгн и огн с ножевой выгрузкой осадка.
- •Центрифуги непрерывного действия.
- •Фильтрующие центрифуги непрерывного действия со шнековой выгрузкой осадка типа фвш и фгш.
- •Горизонтальные осадительные центрифуги непрерывного действия со шнековой выгрузкой осадка, тип огш.
- •Горизонтальные фильтрующие центрифуги непрерывного действия с пульсирующей выгрузкой осадка (фгп).
- •Непрерывнодействующие фильтрующие вибрационные центрифуги с вертикальным (фвв) и горизонтальным (фвг) расположением ротора.
- •Фильтрующие лопастные центрифуги с центробежной выгрузкой осадка.
- •Прецессионные центрифуги.
- •Жидкостные центробежные сепараторы, трубчатые центрифуги. Область применения сепараторов и трубчатых центрифуг.
- •Классификация жидкостных центробежных сепараторов по технологическому назначению.
- •Условные обозначения жидкостных центробежных сепараторов.
- •Конструктивные схемы жидкостных центробежных сепараторов различных типов и их приводов.
- •Конструкции сепараторов различных типов. Однокамерные сепараторы периодического действия.
- •Многокамерные сепараторы периодического действия.
- •Саморазгружающиеся тарельчатые сепараторы непрерывного действия.
- •Осветляющий тарельчатый саморазгружающийся сепаратор с непрерывной сопловой выгрузкой шлама.
- •Трубчатые центрифуги (сверхцентрифуги).
- •Приложение 2 Расчёт роторов центрифуг на прочность.
- •1. Предварительные сведения о комплексном (безмоментном и моментном) расчете тонкостенных осесимметричных оболочек вращения.
- •2. Прочностной расчет роторов центрифуг и жидкостных сепараторов с учетом краевых напряжений.
- •Числовые примеры расчета на прочность роторов центрифуг.
- •Фильтры для жидкостей. Общие положения, классификация фильтров.
- •Оценка скорости процессов фильтрования.
- •Основные режимы работы фильтров.
- •Работа фильтров при постоянном давлении.
- •Работа фильтров в режиме постоянной скорости.
- •Режим промывки осадка.
- •Определение общей продолжительности рабочего цикла фильтров периодического действия.
- •Классификация фильтров.
- •Конструкции фильтров. Фильтр-прессы рамные и камерные.
- •Камерный фильтр-пресс (конструкция).
- •Фильтр-прессы, оборудованные диафрагмами.
- •Фильтр-пресс автоматизированный камерный типа фпакм.
- •Фильтр-пресс автоматизированный камерный типа фамо.
- •Фильтр-пресс с бумажной лентой типа мб.
- •Листовые фильтры, работающие под давлением.
- •Ячейковые барабанные вакуум-фильтры.
- •Конструкция барабанного вакуум-фильтра с наружной фильтрующей поверхностью.
- •Барабанный вакуум-фильтр с внутренней фильтрующей поверхностью.
- •Конструкция дискового вакуум-фильтра.
- •Ленточные вакуум-фильтры.
- •Вакуум-фильтры карусельные. Принцип действия. Область применения.
- •Конструкция ковша.
- •Ленточные фильтрпрессы.
- •Механические расчеты фильтров. Фильтр-прессы.
- •Листовые фильтры под давлением.
- •Вакуум-фильтры барабанные.
- •Мощность привода вращающихся вакуум-фильтров.
- •Вопросы для самопроверки по теме «Фильтры».
- •Общие сведения.
- •Классификация и конструкции основных типов питателей.
- •Питатели без движущегося рабочего органа. Гравитационные питатели.
- •Устройство для разгрузки мелкодисперсных сыпучих материалов с низкой газопроницаемостью слоя частиц.
- •Аэрационные питатели.
- •Камерные питатели.
- •Объемные питатели с вращающимся рабочим органом.
- •Модификации винтовых питателей.
- •Шлюзовые (секторные) объемные питатели типа ш1.
- •Тарельчатые объемные питатели типа т1.
- •Трубчатые питатели.
- •Питатели с вибрационным побуждением транспортирования сыпучего материала.
- •Ленточные питатели.
- •Лотковые питатели.
- •Качающиеся (маятниковые) питатели.
- •Дозаторы.
- •Классификация дозаторов.
- •Вопросы для самопроверки по теме «Питатели и дозаторы для сыпучих материалов».
Основные показатели процесса грохочения.
Процесс грохочения оценивают тремя показателями:
Производительность – количество поступающего на грохот исходного материала в единицу времени.
В расчетах производительности используется параметр объемной производительности по исходному питанию Q:
где F[м²] – площадь просеивающей поверхности грохота; qo[ м3 /(м2 ּч) ] – удельная объемная производительность, qo – зависит от ширины щели (размера ячеек сита),требуемой эффективности грохочения.
Эффективность грохочения.
Качество процесса грохочения оценивают эффективностью грохочения. Эффективность грохочения Е характеризует степень извлечения подрешеточного продукта или отношение массы материала, прошедшего сквозь отверстия в грохоте, к полной массе материала данной крупности, содержавшейся в исходном продукте:
где mн 1– масса частиц подрешетного (нижнего) класса, прошедших сквозь отверстия сита; mн - полная масса частиц подрешетного (нижнего) класса, содержащаяся в исходном материале.
Качество получаемого продукта при грохочении характеризуется также засоренностью, т.е. процентным содержанием в нем частиц, размер которых выходит за граничные размеры продукта. Таким образом, фракцией является каждая из частей классифицированного (рассортированного) сыпучего материала, засоренная частицами других классов. В частности для сохранения стандартного качества товарных фракций гравия и щебня их засоренность не должна превышать 5%.
Совершенно очевидно, что в реальных условиях при ограниченном времени процесса грохочения невозможно добиться идеальной 100% эффективности. Неидеальность процесса грохочения (Е<100%) обусловлена рядом факторов, уменьшающих вероятность прохождения частиц сквозь просеивающую поверхность: образование слоя частиц, налипающих на просеивающую поверхность и препятствующих прохождению через нее мелких частиц; наличие так называемых “трудных” частиц диаметром 0,8÷1,0 от диаметра отверстий в просеивающих поверхностях, забивающихся и заклинивающихся в этих отверстиях; наличие влажных и липких материалов, “замазывающих” отверстия, а также наличие частиц с неизометрической формой.
Более точно результаты процесса классификации характеризуются кривыми гранулометрического состава до разделения R1(d), после разделения – R3(d) – нижний класс, R2(d) – верхний класс.
Основные типы грохотов.
Основные конструктивные типы грохотов схематично показаны на рис.104
Рис.104 Основные типы грохотов:
а)Колосниковый грохот с наклонными неподвижными колосниками;
б)барабанный грохот;
в)ситовой грохот с подвижной решеткой;
г)дуговой грохот;
1,2,3- исходный, крупный и мелкий продукты;
В-воздух, Ж- жидкость.
На рис. 104 поз “а” показан типичный колосниковый грохот с наклонной неподвижной просеивающей поверхностью. Он состоит из параллельно расположенных на общей станине стальных колосников или труб (полых колосников). Движение материала вдоль колосников осуществляется за счет сил тяжести движущегося слоя сыпучего материала, поэтому угол наклона поверхности колосников должен быть выше угла естественного откоса. При грохочении влажных и липнущих сыпучих материалов возможна подача в полые колосники горячего теплоносителя. При проектировании принимают ширину грохота ”b” не менее трех размеров максимального исходного куска. Длина грохота L=(3÷4)b. Размер щелей между колосниками не менее 25мм.
Цилиндрический барабанный грохот (рис. 104 поз “б”) представляет собой перфорированный цилиндр. Движение классифицируемого материала вдоль цилиндра происходит за счет небольшого наклона оси барабана к горизонту. При продольном перемещении материала осуществляется грохочение по схеме “от мелкого к крупному” (рис.105).
Рис.105 Принцип работы барабанного грохота по схеме «от мелкого к крупному».
При этом сита “от мелкого к крупному” устанавливаются последовательно от входа классифицируемого продукта до выхода крупного надрешеточного класса. Поперечное движение материала при его пересыпании из-за вращения барабана (аналогичное движению загрузки в барабанных мельницах) интенсифицирует движение мелких частиц к просеивающей поверхности. Барабанные грохоты применяются также и для мокрого грохочения. В последние годы появились и нашли широкое применение барабанные грохоты-дробилки, сочетающие дробление и грохочение материала в одном агрегате.
Для более тонкой классификации используются ситовые грохоты с колеблющейся просеивающей поверхностью с различными способами возбуждения колебаний (рис. 104 поз “в”).
Ситовые грохоты по конструктивному устройству и устройству привода подразделяются на качающиеся, гирационные, вибрационные и инерционные.
Колебания просеивающей поверхности могут создаваться кинематическим способом (качающиеся и гирационные грохоты) или различными типами вибраторов (дебалансными, электромагнитными и пр.). В данном курсе этот тип классификаторов будет рассмотрен более подробно.
Из неподвижных грохотов можно выделить т.н. дуговые грохоты для мокрого грохочения (рис.104, поз. “г”), в которых из пульпы, содержащей воду и исходный классифицируемый продукт, под действием центробежных сил выделяется через дугообразное сито класс мелких частиц.
Размер отверстий в этих грохотах принимается в 1,5÷2 раза большим граничного размера разделения dгр.