МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”

Аналіз роботи та розрахунок основних параметрів трубних млинів

І н с т р у к ц і я

До лабораторної роботи

з курсу

„Спеціальне обладнання хімічних виробництв та підприємств будівельних матеріалів”

для студентів спеціальності

„Обладнання хімічних виробництв та підприємств будівельних матеріалів”

Затверджено

на засіданні кафедри

„Хімічної інженерії ”

Протокол №5 від

28. 11 . 2002р.

Львів 2002

Аналіз роботи та розрахунок основних параметрів трубних млинів. Інструкція до лабораторної роботи з курсу „Спеціальне обладнання хімічних виробництв та підприємств будівельних матеріалів” для студентів спеціальності „Обладнання хімічних виробництв та підприємств будівельних матеріалів”. Укл. Троцький В.І. – Львів, НУ „ЛП” 8с.

Укладач: к.т.н. доц. Троцький В.І.

Відповідальний за випуск – д.т.н. професор Ханик Я.М.

Рецензенти Є.М. Семенишин, д.т.н., проф.

О.М. Креховецький, к.т.н., доц.

Мета роботи: Ознайомитись з конструктивними особливостями трубного млина для помелу цементного клінкеру на Миколаївському ЦГК. Зробити аналіз роботи за відкритим чи замкнутим циклом. Виконати технологічні та механічні розрахунки.

Основи розрахунку кульових млинів.

1. Розрахунок критичної частоти обертання млина

Ефективність помолу матеріалів в млинах залежить від кутової швидкості обертання ( ), яка визначає режим руху мольних тіл. Швидкість обертання повинна бути такою, щоб кулі піднімались на найбільшу висоту і падаючи, дробили матеріал. Це відбувається, коли кут відриву куль .

Розв’язуючи систему рівнянь одержимо оптимальну частоту обертання млина:

при одержимо:

де R – внутрішній радіус млина, м.

На практиці часто використовують формулу:

де D_o – внутрішній діаметр млина на просвіт, м.

Робочу частоту обертання розраховують, враховуючи коефіцієнт запасу :

При підборі параметрів електродвигуна і редуктора головного приводу частота обертання млина не повинна перевищувати 1% частоти розрахованої за формулою (4).

2. Розрахунок потужності двигуна кульових млинів.

При розрахунках допускають, що розмір всіх шарів завантаження можна замінити одним приведеним радіусом:

де R_в – відстань від центру барабана до внутрішнього шару завантаження;

R – внутрішній діаметр барабана.

Сумарна робота, що виконується за один цикл руху завантажених куль:

A₁ – робота, що надається кулям для руху по параболічній траєкторії;

А₂ – кінетична енергія, що надається завантаженню.

Підставляючи значення, одержимо:

де m₃ – маса завантаження, кг.

При степені заповнення число циклів, що здійснює завантаження за один оберт барабану становить: , при цьому потужність двигуна буде дорівнювати:

R – м; n – об/с; m₃ – кг.

Маса завантаження:

m_k – маса куль, кг;

m_m – маса матеріалу, кг.

Враховуючи, що маса матеріалу складає приблизно 0,14 m_k:

- густина мозольних тіл, кг/м³, кг/м³;

- коефіцієнт порожнистості, .

3. Продуктивність кульових млинів.

Продуктивність млина залежить від багатьох факторів, оцінити які в диференційованому виді дуже важко, тому для розрахунку використовують емпіричні залежності. За формулою Товарова продуктивність визначають:

q=40 кг/кВт год – питома продуктивність;

a – коефіцієнт розмолоздатності;

b – поплавковий коефіцієнт, що враховує тонину розмелювання;

c – коефіцієнт, що враховує тип млина;

V – об’єм камери помелу, м³;

D – внутрішній діаметр млина, м;

G – маса мозольних тіл, м.

Поплавкові коефіцієнти a,b,c вибираються з відповідних таблиць в залежності від виду матеріалу, процентну залишку на ситі, типу млина і інших параметрів.

4. Розрахунок кількості і розмірів розмольних тіл.

Для розрахунку маси мозольних тіл використовується формула:

q_m – насипна густина мозольних тіл, кг/м³;

- коефіцієнт заповнення млина кулями;

D – внутрішній діаметр млина, м;

L – корисна довжина млина, м.

Насипна густина q_m майже не залежить від діаметра куль і складає 4550 кг/м³, істинна густина куль т/м³.

Для кращого використання простору між розмольними кулями використовують різні діаметри і різну ступінь заповнення камер. Для трьохкамерних млинів рекомендують наступні значення коефіцієнту заповнення:

для І камери – 30%;

для ІІ камери – 27%;

для ІІІ камери – 24%;

Максимальний діаметр куль розраховують за емпіричною формулою Бонда:

d_max – діаметр куль, мм;

F – розмір частинок завантажуваного матеріалу, мкм;

Питомі витрати енергії, кВт год/т;

n₁ – частота обертання млина в % від критичної;

D – внутрішній діаметр млина, мм;

K=350 – при мокрому розмелюванні;

K=355 – при сухому розмелюванні.

Для визначення мінімального діаметра куль доцільно використовувати формулу Касаткіна:

d_{k min} – мінімальний діаметр куль, мм;

F_max – максимальний розмір частинок матеріалу, см;

- границя міцності при стиску матеріалу, кгс/см²;

q_m – насипна густина куль, г/см²;

E – модуль пружності матеріалу, кгс/см²;

D – внутрішній діаметр млина, см.