Основные процессы и аппараты технологии промышленных взрывчатых веществ - Генералов М.Б.
ISBN 5-94628-130-5
Скачать (прямая ссылка):
Каскадный режим движения частиц достигается при угловой частоте вращения корпуса со < сокр (здесь сокр — критическая частота вращения корпуса, при которой частицы прижимаются к его стенке — см. подразд. 5.1). При этом длину L корпуса барабанного смесителя принимают с учетом его диаметра ГУ. L = (3 6)D.
В барабанном смесителе без внутренних устройств слой сыпучего материала делится на две зоны (рис. 5.36). Ниже поверхности раздела NDLL'D'N' находится зона подъема материала, в которой материал поднимается вместе с барабаном, без заметного проскальзывания слоев и относительного смещения частиц сыпучего материала. Выше по-
173 Рис. 5.36. Схема движения материала во вращающемся барабане
верхности раздела образуется зона скатывания. В этой зоне частицы смещаются по линиям скольжения — линиям, по которым частицы на криволинейной поверхности под действием сил гравитации взаимно перемещаются и перемешиваются. Практически процессы тепло- и массообмена происходят только в зоне скатывания. При этом их интенсивность обусловлена размерами зоны, частотой входа частиц в эту зону, порозностью материала в зоне, физико-механическими свойствами и т.д. Перемещение материала от загрузочного сечения барабана к разгрузочному сечению происходит по кривой n'L' ... n"'L"' пути, проходимого каждой частицей материала.
Основные параметры расположения сыпучего материала при плоской свободной поверхности: угол охвата барабана сыпучей массой (8), угол наклона оси барабана (а), угол подъема центра массы сегмента сыпучего материала в поперечном сечении барабана ((3), угол естественного откоса сыпучего материала (ф), угол наклона свободной поверхности сыпучего материала к продольной оси барабана (у) представлены на рис. 5.36 и 5.37.
Поднимающийся материал имеет в поперечном сечении поверхность кругового сегмента EDFM (рис. 5.37), а скатывающийся — ELKNF. Линия раздела зон подъема и скатывания наклонена к горизонту под углом, равным динамическому углу естественного откоса ф. Это обусловлено тем, что поверхность формируется силами гравитации, а центробежные силы относительно малы.
Производительность барабанных смесителей рассчитывается следующим образом. Для барабанов, работающих в режиме пересыпания
174 без внутренних устройств, из анализа движения сыпучего материала по схеме (см. рис. 5.37) из предложенных рядом авторов выражений [14] для расчета массовой производительности наибольшее распространение получила формула
Q = — CoD3p sin3 12 к
2
tge,
(5.28)
где р — плотность сыпучего материала, 8ср — угол охвата сыпучей массы (центральный угол сегмента загрузки), соответствующий среднему коэффициенту заполнения к3; tge - тангенс угла, рассчитываемого как tga + ycoscp sin(p
Рис. 5.37. Поперечное сечрннс барабана
Время пребывания материала в барабане
3 D Scp - sin 8,
ср
2 L cosin 8cptge
(5.29)
Входящие в выражения (5.28) и (5.29) параметры расположения сыпучего материала в барабане (у, 8ср) определяются на модельных установках, в которых реализуется подобие процессов движения материала для модели и промышленной установки. Принцип подобия соблюдается при условии постоянства геометрического подобия и относительной производительности: L/D = L'/ІУ = const; W/(FVqk) = W'!(F' V'0K) =const (здесь JVh W' —объемные производительности; Fvi F' - площади сегмента загрузки; Vok и Vok - окружные скорости (соответственно промышленной установки и модели).
Определенные на модели параметры у и 8 являются расчетными для проектируемого барабана. Выражения (5.28) и (5.29) имеют общий недостаток, заключающийся в том, что их практическое использование невозможно в проектных расчетах без предварительного определения указанных параметров расположения сыпучего материала в барабане.
Сыпучие материалы можно подавать в смеситель непрерывно или порционно. Последнее возможно благодаря тому, что барабанный
175 смеситель обладает высокой инертностью, т.е. «сглаживающей способностью».
Для интенсификации процесса смешивания внутри корпуса монтируют винтовую насадку, состоящую из спиральных лент и уголков. В некоторых барабанных смесителях внутри нижней части корпуса устанавливают шнек или лопастной вал, вращающийся от индивидуального привода и выполняющий ту же функцию, что и винтовая насадка.
Производительность и время пребывания сыпучего материала в барабанах с внутренними устройствами можно оценить по эмпирической зависимости, приведенной в [6, 14].
Мощность привода барабанных смесителей с внутренними насадками и без них рассчитывают по методике, изложенной в [6].
Червячно-лопастные смесители бывают одно- и двухвальными. В качестве рабочих органов, выполняющих смешивание и перемещение сыпучего материала вдоль корпуса, используют лопатки, винтовые ленты, спирали, шнеки. Сечение корпуса может иметь цилиндрическую, корытообразную, овальную, перевернутой восмерки форму. В двухвальном смесителе валы могут вращаться в одном направлении или навстречу один другому.
Червячно-лопастной смеситель (рис. 5.38) состоит из горизонтального корпуса 7 корытообразной формы, установленного на раме 5 и
