Изучение работы лабораторных бегунов

Цель работы: изучение работы лабораторных бегунов.

 

Теоретическая часть

Исходным сырьем в химико-технологических процессах во многих случаях служит твердое тело минерального или растительного происхождения. Часто приходится его измельчать. Процесс измельчения характеризуется степенью измельчения, которая определяется по формуле:

(7.1)

где: d₁ – средний размер куска материала до измельчения, м;

d₂ – средний размер куска материала после измельчения, м.

В зависимости от степени измельчения различают:

- крупное измельчение

- среднее измельчение,

- мелкое измельчение,

- тонкое измельчение,

- коллоидное измельчение,

Среди измельчающих машин среднего и мелкого измельчения широко применяются бегуны. Они имеют два цилиндрических жернова (катка) из чугуна и чашу. Жернова совершают сложное движение.

При вращении вертикального вала 3 катки 2 бегунов вращаются вокруг собственных осей. При этом точки, которые находятся на середине ширины катков, проходят путь качения, тогда как все остальные точки, находящиеся на поверхности катков, проходят путь не только качения, но и скольжения.

В соответствии с этим можно заметить, что мощность двигателя бегунов расходуется на преодоление сил трения, качения катков, трения в отдельных частях механизма бегунов. Необходимую мощность для преодоления сопротивления трения качения катка можно выразить формулой:

(7.2)

где: G – вес катка, кг;

w_K – средняя скорость качения катка, м/с;

f_K – коэффициент трения качения;

R – радиус катка, м;

i – количество катков.

Подставляя в формулу (7.2) значения окружности и скорости

(7.3)

получим:

(7.4)

где: n – число оборотов вертикального вала, n = 32 об/мин.;

r_CP – средний радиус качения катков, м;

r₁ = 160 мм, r_В = 96 мм, r_СР = 128 мм,

b – ширина катка, м; b = 64 мм.

Мощность, необходимая для преодоления трения скольжения катков определяется по формуле:

(7.5)

где: f_CK – коэффициент скольжения, f_CK = 0,3 ¸ 0,4.

Потребляемая мощность двигателя:

(7.6)

где: h - к.п.д. установки, учитывающий потери на трение в подшипниках и передачах, ориентировочно равный 0,3 ¸ 0,5.

С учетом расхода мощности на преодоление пускового момента и сил трения скребков из-под чаши получим:

(7.7)

В момент захвата куска в точке А (см.рисунок 7.3)возникает сила нормального давления, действующая на материал по углом a. Этот угол между касательной осью к точке А и горизонтальной осью х называется углом захвата.

Одна из составляющих нормального движения стремится отбросить материал от катка под влиянием нормального давления Р в точке А.

По касательной действует сила трения, равная PS, направленная под прямым углом к силе нормального давления. Сила трения Pf раскладывается на составляющие. Одна составляющая сила U стремится втянуть кусок под каток бегунов. Для измельчения необходимо условие, когда

Угол захвата можно определить по формуле:

(7.8)

где: f – коэффициент трения, f = 0,3 ¸ 0,5.

Зная угол захвата, можно найти соотношение между диаметром катка бегунов и диаметром куска дробленного материала. Для этой цели воспользоваться следующей зависимостью:

(7.9)

где: D – диаметр катка, м; D = 238 мм;

d – диаметр куска материала, м.

 

 

Описание установки

 

Методика проведения работы

В качестве измельченного материала рекомендуется использовать кирпичный бой, известняк, сланец, фосфорит и другие твердые материалы. Предварительно материал должен быть раздроблен на лабораторной щековой дробилке до размеров куска d = 5 ¸ 15 мм. Затем берут навеску весом 1,5 ¸ 3,0 кг на технических весах. Постепенно загружают ею работающие бегуны. Через 10 – 15 мин. после начала процесса измельчения следует взять пробу материала, подвергаемого измельчению. Для этого бегуны останавливают и из 5 – 6 разных мест берут усредненные пробы. Из усредненной пробы отсеивают навеску весом 50 – 100 г для определения тонкости помола. Эта навеска просеивается через сито с размером ячеек 500 мкм. Остаток на сите взвешивают и выражают по формуле:

где: G – остаток на сите или степень помола, %;

К – остаток, кг;

m – навеска, кг.

 

Обработка опытных данных

 

Отбор проб через указанный промежуток времени и определения степени помола продолжают до достижения полного прохождения материала через бегуны.

Полученные результаты заносят в таблицу 7.1.

 

Таблица 7.1.Протокол наблюдений.

 

№№	Измельчаемый материал	размер кусков, d, м	навеска, m, кг	время, t, мин.	остаток на сите, К, кг	степень помола, G, %

 

По данным таблицы 7.1 строят диаграмму помола G = f(t).

Далее определяют:

1. Мощность по формулам (7.2), (7.4), (7.5), (7.6), (7.7).

2. Угол захвата по формуле (7.8).

3. Соотношение диаметров по формуле (7.9).

 

7.5.Контрольные вопросы

1. Что такое степень измельчения?

2. Какие бывают виды измельчения?

3. Что собой представляют бегуны?

4. Как определяется мощность?

5. Каким образом определяется угол захвата?

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Процессы и аппараты химической технологии. Явления переноса, макрокинетика, подобие, моделирование, проектирование: В 5т. Т.1. Основы теории процессов химической технологии / Д.А.Баранов, А.В.Вязьмин, А.А.Тухман и др.; Под.ред.А.М.Кутепова.-М.: Логос. 2000.-480с.: ил.

2. Процессы и аппараты химической технологии. Явления переноса, макрокинетика, подобие, моделирование, проектирование: В 5т. Т.2. Механические и гидромеханические процессы / Д.А.Баранов, В.Н.Блиничев, А.В.Вязьмин и др.; Под.ред.А.М.Кутепова.-М.: Логос. 2001.-600с.: ил.

3. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. 9-ое изд., М.: Химия.-1973-750с.

4. Плановский А.Н., Николаев П.И. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии. Изд.2.М.: Химия, 1972.

5. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. М.: Химия, 1967-567с.

6. Основные процессы и аппараты химической технологии. (Пособие по проектированию). Под ред. Ю.И. Дытнеркого. М.: Химия. –1991 – 496с.

7. Руководство к практическим занятиям в лаборатории процессов и аппаратов химической технологии. Под рук. Романкова П.Г. 5-е изд. Л.: 1979-256с.

8. Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых. М.: Недра, 1980 -415с.

9. Общий курс процессов и аппаратов химической технологии. Учебник для вузов: В 2-х книгах / Под ред. проф. В.Т. Айнштейна М.: Химия, 2000 – 1760с.

 

Феликс Ембергенович Алтынбеков

Турсунбай Серекбаевич Нурунбетов

Алибек Спабекович Тлеуов

Шегебай Ханходжаевич Ханходжаев

Пернебек Кушерович Омаркулов

Раиса Ривкатовна Якубова

 

 

Лабораторный практикум

По дисциплинам: «Основные процессы и аппараты химических производств», «Технологические процессы и производства»,

«Процессы и аппараты химической технологии»,

«Процессы и аппараты перерабатывающей промышленности»,

«Процессы и аппараты»,

«Теоретические основы нефтехимической технологии»,

 

Часть 1 «Гидромеханические процессы»

 

Учебное пособие

для студентов специальностей

050720, 050721, 050724, 050708, 050702, 050727, 050728, 050730, 050731

всех форм обучения

 

Редактор Якубова Р.Р.

 

Подписано в печать

Формат бумаги X¢Y 1/16

Бумага типографская. Печать офсетная. Объем 3,0 п.л.

Тираж …. Экз. Заказ № …

 

© Южно-Казахстанский государственный университет им.М.Ауезова, 2008 г.

 

 

Издательский центр ЮКГУ им.М.Ауезова, г.Шымкент, пр.Тауке хана, 5