2018-03-09
68Лабораторная работа №4
Основными технико-экономическими показателями работы дробильно-помольных аппаратов являются степень измельчения и удельный расход энергии на измельчение единицы объема готовой продукции.
Механические процессы дробление и помол материалов, являются весьма энергоемкими операциями. Поэтому следует по возможности сокращать объем материала, направляемого на измельчение.
Анализ изменения величины удельного расхода энергии в зависимости от увеличения удельной поверхности материала проводят по экспериментальным данным.
Механические свойства твердых тел (прочность, деформируемость) всегда зависят от условий воздействия внешней среды на данное твердое тело. Изменение свойств твердого тела под влиянием адсорбционно-активных сред происходит под влиянием так называемого «эффекта Ребиндера», получаемого в результате понижения свободной поверхностной энергии, т. е. работы образования новых поверхностей, возникающих и развивающихся в твердом теле под действием напряженного состояния в данной активной среде.
|
|
|
Эффект понижения твердости под влиянием поверхностно-активных веществ обусловлен уменьшением поверхностного натяжения твердого тела при адсорбции его поверхностью полярных молекул из окружающей среды. Образование адсорбционного слоя ослабляет связи между поверхностными элементами кристаллической решетки, так как адсорбция молекул поглощает часть сил, связывающих ранее частицы на поверхности тела. Этот эффект зависит от прочности связи сорбционных молекул с поверхностью, скорости образования и разрушения адсорбционных слоев. Чем выше дефектность структуры, тем сильнее проявляются адсорбционные эффекты.
Задание1. Рассмотреть изменение удельного расхода мощности в зависимости от увеличения удельной поверхности при измельчении цементного клинкера. Результаты опытов представлены в таблице 1.
При анализе полученных экспериментальных данных следует сравнить результаты опытов:
1) по удельному расходу энергии: 
, 
, 
, … и т. д.
2) по удельной поверхности: 
, 
, 
, … и т. д.
Таблица 1 – Результаты испытаний
| Номер опыта | Продолжительность измельчения, мин | Удельный расход энергии, 1∙103 Вт·с/кг | Удельная поверхность, м2/кг | Остаток на сите 008, % | |
| 1 | 10,4 | 17,3 | 51 | 78,3 | |
| 2 | 20,8 | 34,9 | 106 | 57,6 | |
| 3 | 31,2 | 52,5 | 157 | 32,6 | |
| 4 | 41,6 | 69,8 | 208 | 7,4 | |
| 5 | 52,0 | 87,1 | 252 | 2,5 | |
| 6 | 72,7 | 122,8 | 320 | 0,4 | |
| 7 | 89,6 | 154,6 | 398 | 0,2 |
По результатам опытов следует построить графические зависимости расхода энергии от удельной поверхности материала и времени измельчения, проанализировать и сделать вывод по полученным графическим зависимостям.
|
|
|
Задание 2. С целью выявления влияния среды на измельчение материалов следует проанализировать данные таблицы 2; построить график зависимости удельной поверхности от времени измельчения в разных средах; сделать качественно-количественные выводы (на основе «эффекта Ребиндера») с учетом ресурсосбережения при измельчении.
Таблица 2 – Влияние среды на измельчение материала
| Среда | Длительность помола, мин | ||||
| 2 | 4 | 8 | 16 | 32 | |
| Воздух | 3,8 | 5,2 | 4,7 | 6,5 | 5,9 |
| Вода | 9,8 | 17,0 | 27,0 | 12,0 | 7,3 |
| Бензол | - | 2,8 | 6,6 | 8,3 | 9,3 |
| Ацетон | - | 2,0 | 6,8 | 13,2 | 13,3 |
| Спирт | - | 4,1 | 7,1 | - | - |
