Câu hỏi Thí nghiệm Quá trình và Thiết bị - Nghiền-Rây-Trộn

Nội dung text: Câu hỏi Thí nghiệm Quá trình và Thiết bị - Nghiền-Rây-Trộn

1. NGHIỀN – RÂY – TRỘN 1.Mục đích thí nghiệm nghiền. - Nghiền là quá trình trong đó vật liệu rắn được cắt ra hoặc làm vỡ ra thành những hạt nhỏ. Trong công nghiệp vật liệu được đập nghiền bằng nhiều phương pháp khác nhau nhằm các mục đích khác nhau: thuận tiện cho quá trình xử lý quặng; hóa chất, ngũ cốc được nghiền thành bột; tăng hoạt tính phản ứng của chất rắn; giúp phân tách các tạp chất bằng các phương pháp cơ học; giảm khối lượng riêng xốp để vận chuyển dễ dàng hơn. - Trong bài thí nghiệm này, nghiềm một loại vật liệu, dựa vào kết quả rây xác định sự phân phối kích thước vật liệu sau khi nghiền, công suất tiêu thụ & hiệu suất của máy nghiền. 2.Nguyên tắc hoạt động của máy nghiền búa. - Vật liệu trong máy nghiền búa được nghiền nhỏ do sự va đập của búa vào vật liệu và chà xát vật liệu giữa búa và thành máy. Các hạt vật liệu sau khi nghiền có kích thước nhỏ hơn lỗ lưới sẽ lọt ra ngoài, các hạt có kích thước lớn hơn lỗ lưới sẽ được tiếp tục nghiền. 3.Phân loại máy nghiền, máy nghiền búa. • Phân loại máy nghiền: + Máy nghiền thô và trung bình: - Máy nghiền má đập - Máy nghiền nón - Máy nghiền trục - Máy nghiền búa - Máy nghiền răng + Máy nghiền mịn: - Máy nghiền chậu con lăn - Máy nghiền bi • Phân loại máy nghiền búa: - Máy nghiền búa nghiền thô và trung bình có má nghiền phụ - Máy nghiền búa nghiền thô và trung bình có lưới thay đổi được - Máy nghiền mịn loại búa đúc nạp liệu chiều trục - Máy nghiền búa chữ nhật có lưới sàng lắp phía đầu búa - Máy nghiền búa chữ nhật có lưới sàng lắp hai bên búa 4.Tiến trình thí nghiệm. - Cân mẫu vật liệu gạo đem nghiền: • Mẫu 1: 100g • Mẫu 2: 200g - Bật công tắc máy nghiền cho chạy không tải -> đo cường độ dòng điện lúc không tải. - Cho gạo vào máy, bật công tắc vít tải nhập liệu, bấm thì kế -> đo cường độ dòng điện có tải cực đại. Khi cường độ dòng điện trở lại giá trị không tải -> bấm thì kế để xác định thời gian nghiền. - Tháo sản phẩm ra khỏi máy nghiền. 5.Các thông số cần đo trong thí nghiệm nghiền. - Khối lượng mẫu vật liệu (gạo).
2. 10.Phát biểu định luật Bond, Rittinger và Kick.  ĐỊNH LUẬT BOND : Công cần thiết để tạo nên hạt có đường kính D từ cục vật liệu ban 6 đầu rất lớn tỉ lệ với căn bậc hai tỉ số diện tích bề mặt – thể tích của sản phẩm, S/V = . Như D vậy: K E b D Năng lượng chi phí cho quá trình nghiền để nghiền vật liệu có kích thước ban đầu D thành sản phẩm có kích thước d là: 1 1 E K b d D N Với: E = G N: công suất tiêu thụ, kW G: năng suất, tấn/h Kb = 18,97Wi - Dùng cho nghiền trung bình và mịn.  ĐỊNH LUẬT RITTINGER : Công dùng cho quá trình nghiền tỉ lệ thuận với diện tích bề mặt mới tạo thành của sản phẩm nghiền: 1 1 E K r d D - Thích hợp nhất cho nghiền mịn đặc biệt là máy nghiền bi.  ĐỊNH LUẬT KICK :Công cần thiết để nghiền một lượng vật liệu cho trước là không đổi ứng với cùng một mức độ nghiền, bất chấp kích thước ban đầu của vật liệu. E K k lgi Trong đó i là mức độ nghiền và Kk là hằng số. Năng lượng chi phí cho quá trình nghiền tỉ lệ nghịch với sự giảm thể tích của bề mặt vật liệu. D E K ln k d - Dùng trong trường hợp đập nghiền thô và nghiền mịn bằng va đập. 11.Cách tính đường kính tương đương. - Hình dạng của một hạt vật liệu rời được biểu diễn bằng đại lượng gọi là thừa số hình dạng  độc lập với kích thước hạt. Thừa số  liên hệ đến kích thước định nghĩa chính của hạt như sau: Đặt chiều dài của một kích thước được chọn tương đối là D, gọi là đường kính hạt. Như vậy với hình khối D là cạnh và hình cầu D là đường kính, do đó thể tích và diện tích bề mặt của 3 2 3 2 hình khối là D và 6D , của hình cầu là ( /6) D và D . Với hai hình này tỉ số diện tích bề mặt và thể tích đều bằng 6/D. - Thể tích của một hạt có hình dạng bất kì là: V = aD3 Và diện tích bề mặt là: S = 6bD2
3. J: khối lượng vật liệu dưới rây, g. a: tỉ số hạt có thể lọt qua rây, %.  Tích số F.a trong thí nghiệm được xác định như sau: - Đem rây một khối lượng F của vật liệu, khảo sát xác định được J1. Lấy vật liệu còn lại trên rây (F – J1) và rây lại xác định được J2, tiếp tục lấy vật liệu trên rây F – (J1 + J2) và rây lại lần nữa. - Tổng số J1 + J2 + J3 + sẽ tiệm cận đến F.a - Hiệu suất rây là 100% nếu J1 = F.a 16.Mục đích thí nghiệm rây và quá trình rây.  Mục đích thí nghiệm rây: để xác định hiệu suất rây, xây dựng giản đồ phân phối và tích lũy của vật liệu sau khi nghiền, từ đó xác định kích thước vật liệu sau khi nghiền.  Mục đích quá trình rây: tạo ra những phần hạt có kích thước đồng đều để dễ gia công, dễ chế biến. 17.Ứng dụng của quá trình trộn vật liệu. - Tạo hỗn hợp đồng nhất từ các thành phần rắn (hay lỏng) khác nhau dưới tác dụng của lực cơ học. VD : sản xuất thức ăn gia súc, xi măng, phân bón, mỹ phẩm, thực phẩm đóng hộp . - Giúp tăng cường quá trình truyền nhiệt hay phản ứng giữa một chất rắn và một chất khí. VD : quá trình sấy, đốt quặng, polymer hoá chất dẻo, sản xuất chất xúc tác - Tạo một lớp áo quanh vật liệu rời VD : sản xuất phẩm màu, thuốc nhuộm, dược phẩm, kẹo. 18.Các tính chất ảnh hưởng đến quá trình trộn. - Sự phân phối cỡ hạt : Sự phân phối quá rộng cỡ hạt sẽ ạnh hưởng xấu đến quá tình trộn . - Khối lượng riêng xốp : Khối lượng riêng xốp thay đổi trong quá trình trộn, có thể thay giảm do bọng khí trong khối hạt hoặc tăng do rung động hoặcnén cơ học. - Khối lượng riêng của vật liệu: Vật liệu đem trộn có khối lượng riêng khác nhau sẽ ảnh hưởng xấu đến quá trình trộn. - Hình dạng hạt: có thể có dạng phiến, hình trứng, khối lập phương, cầu, dĩa, thanh, sợi, tinh thể hoặc dạng bất kỳ. -Đặc trưng bề mặt: bao gồm diện tích bề mặt và khuynh hướng tích điện. Lực tĩnh điện có ảnh hưởng xấu tới quá trình trộn. - Đặc tính lưu chuyển: đó là góc nghiêng tự nhiên và khả năng lưu chuyển. Góc nghiêng tự nhiên càng lớn cho thấy khả năng lưu chuyển càng thấp. - Tính dễ vỡ: đây là tính dễ vỡ vụn của vật liệu trong quá trình sử dụng. Nếu vật liệu chỉ cần trộn mà không nghiền thì tính chất này ảnh hưởng xấu đến chất lượng của sản phẩm trộn. Ngoài ra tính chất mài mòn cùa vật liệu này trên vật liệu khác cũng có ảnh hưởng tương tự. - Tính kết dính: Các hạt cùng loại có khuynh hướng kết dính lại với nhau sẽ cản trở quá trình trộn. - Độ ẩm của vật liệu: thường một lượng nhỏ chất lỏng được thêm vào để giảm bụi hoặc đáp ứng một nhu cầu đặc biệt. Hỗn hợp vẫn ở dạng ở trạng thái khô chứ không phải dạng nhão. - Khối lượng riêng: độ nhớt và sức căng bề mặt của chất lỏng thêm vào tại nhiệt độ làm việc. - Nhiệt độ giới hạn của vật liệu: phải chú ý đến sự biến đổi nhiệt độ có thể xảy ra.
4. 25. Đánh giá sai số trong bài thí nghiệm trộn. Giá trị sai biệt bình phương trung bình của hỗn hợp thực sẽ là: N 2 (C A CiA ) s i 1 A N 1 N 2 (CB CiB ) s i 1 B N 1 Với CA, CB là thành phần của chất A, B trong hỗn hợp, ta thấy sA, sB càng nhỏ khi hỗn hợp đó càng gần với hỗn hợp lý tưởng; sA và sB phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhưng quyết định nhất là thời gian trộn.