Расчет процесса пневмоклассификации

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3

Процессы пневматической классификации

сыпучих материалов и очистки воздуха от пыли.

Цель работы

Ознакомиться с теоретическими основами и математическим моделированием процесса разделения сыпучих материалов по крупности в пневматических классификаторах и процесса очистки воздуха от порошкообразного материала.

Провести расчеты для конкретных условий и требований по заданию.

Технологическая схема процесса

Расчет процесса пневмоклассификации

Пневматические классификаторы предназначены для разделения по крупности на два продукта (мелкий и крупный) порошкообразных материалов в воздушном потоке.

При пневмоклассификации мелкий продукт удаляется из классификатора воздушным потоком. Параметр степени фракционного извлечения в мелкий продукт (Ф_М, %) показывает, в каком процентном соотношении частицы определенного размера извлеклись в мелкий продукт. Типичный график зависимости Ф_М от размера частиц (кривая разделения или кривая извлечения) имеет следующий вид (см. рис.). Как видно из рисунка, чем больше размер частиц, тем с меньшей степенью они извлекаются в мелкий продукт.

Основные количественные параметры процесса разделения – это:

1) Эффективность разделения, оцениваемая по критерию Эдера-Майера C_75/25, определяемого крутизной кривой разделения Ф_М=f(X):

C_75/25 = Х₇₅/Х₂₅ *100, %

где Х₇₅ и - Х₂₅ размер частиц, соответствующий степени фракционного извлечения Ф_М, равной 75 и 25 %.

2) Граница разделения C₅₀ - размер частиц, соответствующий степени фракционного извлечения Ф_М, равной 50 %.

Частицы с размером, равным границе разделения C₅₀, разделяются между крупным и мелким продуктам пополам.

Для математического описания кривой разделения наиболее часто используется формула Плитта, которая, как правило, имеет минимальное отклонение от экспериментальных данных:

Ф_М = 100 / (1 + (Х / X₅₀)^Р ), %

где Х – текущий размер частиц, мкм;

Х₅₀ - граница разделения, мкм;

P - показатель эффективности разделения, связанный с критерием

Эдера-Майера C_75/25 соотношением C_75/25 = (1/9)^1/Р.

Чем выше эффективность разделения (показатель Р), тем более круто проходит кривая. При идеальном разделении она приобретает вид вертикальной прямой, проходящей параллельно оси Х через точку Х₅₀.

С гранулометрическим составом степень фракционного извлечения в Ф_М связана следующим образом

Ф_М = (rм · Gм + rк · Gк) · 100 / rи, %

где rм, rк, rи – содержание фракций крупности (частные остатки на

ситах) соответственно в мелком, крупном продуктах и

исходном материале, %;

Gм, Gк – выход мелкого и крупного продуктов, %.

Полный остаток для конкретного размера частиц Х – сумма частных остатков всех фракций крупнее Х. Таким образом, для Х=0 - R=100 %.

С помощью аппроксимации Плитта можно математически моделировать процесс разделения, задавая параметры Х₅₀ и P и определяя гранулометрический состав и выход продуктов разделения.

Основные технологические параметры работы пневмоклассификатора:

1) Расходная концентрация материала m в воздушном потоке, которая значительно влияет на эффективность разделения:

m= Q_М/Q_B, кг/м³

где Q_М - производительность по исходному материалу, кг/ч;

Q_B - расход воздуха через аппарат, м³/ч.

2) Скорость воздушного потока в аппарате W, м/с, подбираемая опытным путем по заданной границе разделения.