При повышении частоты вращения мельницы шары поднимаются до высоты, определяемой частотой вращения барабана мельницы, отрываются и по параболическим траекториям падают водопадом обратно на круговые траектории. Такой режим работы мельницы называется водопадным (рисунок 5.2). Измельчение материала при водопадном режиме происходит главным образом ударом падающих шаров и отчасти истиранием.
Резкого перехода от чисто каскадного режима к чисто водопадному не наблюдается. Переход происходит постепенно. При промежуточных частотах вращения мельница работает при смешанном каскадно-водопадном режиме.
Угол отрыва α - угол между вертикалью, проходящей через центр барабана, и радиусом в точке отрыва шара.
Коэффициент заполнения измельчающей средой φ - отношение объема, занятого измельчающей средой, к внутреннему объему мельницы.
Критическая частота вращения барабана мельницы nкр, об/мин, - частота, при которой начинает центрифугировать шар бесконечно малого диаметра, расположенный на внутренней поверхности барабана. Определяется по формуле:
(5.1)
где R и D - внутренний радиус и диаметр барабана мельницы, м.
Рисунок 5.2 – Контур шаровой нагрузки при водопадном режиме работы мельницы
При увеличении частоты вращения выше критической в центрифугирование вступают шары слоев, расположенных ближе к оси мельницы. При некоторой сверхкритической частоте вращения центрифугировать начинают все слои шаров, отрыв и падение шаров прекращаются (рисунок 5.3). Расход полезной энергии при этом равен нулю, работа измельчения не совершается.
Рисунок 5.3 – Контур шаровой нагрузки при полном центрифугировании шаров
Частота вращения барабана 
, об/мин, при которой начинается центрифугирование всей шаровой загрузки, определяется по формуле:
(5.2)
В реальных условиях частоту вращения барабана мельницы задают не абсолютной величиной, а в долях от критической скорости.
Относительная частота вращения барабана мельницы ψ – отношение действительной частоты вращения барабана (п) к критической:
(5.3)
При работе мельницы в водопадном режиме траектория движения шаров короче длины окружности барабана. Поэтому число полных циклов движения шара превышает число оборотов барабана мельницы за одно и то же время. Циклом движения шара называется полный путь, пройденный шаром по круговой и параболической траекториям.
Число циклов шара Ц за один оборот барабана мельницы:
(5.4)
где α – угол отрыва, град.
Таким образом, число циклов шара зависит от угла отрыва α. Оно различно для разных слоев при постоянной частоте вращения барабана мельницы, а для шаров одного и того же слоя изменяется с изменением частоты вращения. Чем выше частота вращения, тем меньше угол отрыва α и тем меньше циклов делает шар за один оборот барабана. При критической скорости, когда α = 0, шары данного слоя будут делать один цикл за один оборот барабана.
Число циклов, которое проходит вся шаровая нагрузка за один оборот барабана (рисунок 5.4), можно определить по формуле:
(5.5)
где φ – коэффициент заполнения измельчающей средой, доли, ед.;
RBH - радиус внутреннего слоя шаров;
RH - радиус наружного слоя шаров.
Рисунок 5.4 – Оборачиваемость всей шаровой нагрузки в мельнице
5.3 Описание установки
Изучение скоростных режимов работы мельниц проводят на лабораторном стенде, позволяющем плавно изменять число оборотов барабана, наблюдать за изменением режимов движения шаровой нагрузки, а также измерять угол схода шаров с круговой траектории.
5.4 Порядок проведения работы
После ознакомления с конструкцией лабораторного стенда его техническую характеристику представляют в таблице 5.1.
Таблица 5.1 – Технические характеристики лабораторного стенда для изучения скоростных режимов работы мельниц
Диаметр барабана, мм | Длина барабана, мм | Внутренний объем барабана, дм3 | Максимальное число оборотов барабана, мин–1 | Коэффициент заполнения измельчающей средой φ, % | Масса шаровой нагрузки, кг |
После запуска лабораторного стенда устанавливают каскадный режим работы мельницы таким образом, чтобы угол схода шаров с круговой траектории был равен 70 град. Тахометром измеряют число оборотов барабана мельницы.
Далее плавно увеличивают число оборотов барабана мельницы таким образом, чтобы угол схода шаров с круговой траектории уменьшился на 10 град. Отмечают характер движения измельчающей нагрузки в мельнице, тахометром замеряют число оборотов барабана. Результаты заносят в таблицу 5.2.
Таблица 5.2 – Результаты изучения скоростных режимов работы шаровой мельницы
№ п/п | Угол схода шаров с круговой траектории, град | Режим движения измельчающей нагрузки | Частота вращения, мин–1 | Относительная частота вращения, % |
Описанные выше действия повторяют до тех пор, пока шаровая нагрузка не начнет центрифугировать. Соответствующая началу режима центрифугирования частота вращения барабана, измеренная тахометром, является реальной критической для всей шаровой загрузки при данной степени заполнения измельчающей средой.
5.5 Указания по охране труда
При выполнении лабораторной работы необходимо соблюдать следующие правила техники безопасности:
1. Перед включением лабораторного стенда для изучения скоростных режимов работы шаровой мельницы необходимо убедиться, что барабан герметично закрыт.
2. Во время работы не дотрагиваться руками до движущихся частей лабораторного стенда.
3. Работу выполнять в спецодежде.
5.6 Обработка результатов
По результатам выполнения работы составляют техническую характеристику лабораторного стенда для изучения скоростных режимов работы шаровой мельницы, определяют степень заполнения измельчающей средой, по формуле (5.2) рассчитывают теоретическую критическую частоту вращения барабана.
Результаты изучения скоростных режимов работы шаровой мельницы представляют в виде таблицы. Полученную экспериментальным путем реальную критическую частоту вращения барабана сравнивают с расчетной, делают выводы.
Зная реальную критическую частоту вращения, рассчитывают относительную скорость вращения барабана для всех исследованных режимов, результаты заносят в таблицу.
Принимая величину отношения 
для водопадного режима в пределах 0,5...0,6, по формуле (5.5) рассчитывают оборачиваемость шаровой нагрузки.
5.7 Требования к отчету
Отчет должен содержать:
- описание содержания работы и хода ее выполнения;
- эскиз лабораторного стенда для изучения скоростных режимов работы шаровой мельницы со спецификацией деталей;
- технические характеристики лабораторного стенда, представленные в виде таблицы;
- результаты экспериментального определения и расчеты основных параметров, характеризующих скоростные режимы работы шаровой мельницы, представленные в виде таблицы;
- выводы.
6 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
«ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ МЕЛЬНИЦЫ ПО ВНОВЬ ОБРАЗОВАННОМУ КЛАССУ И КОЭФФИЦИЕНТА ИЗМЕЛЬЧАЕМОСТИ»
(2 часа)
6.1 Цель работы
1. Ознакомиться с конструкцией и принципом действия лабораторной шаровой мельницы 62МЛ-А и составить ее техническую характеристику.
2. Провести серию экспериментов по измельчению исследуемой и эталонной руды в лабораторной мельнице при различном времени измельчения.
3. Освоить методику проведения мокрого ситового анализа продуктов измельчения.
4. Определить удельную производительность мельницы по вновь образованному классу для исследуемой и эталонной руды при заданной крупности помола.
5. Определить коэффициент измельчаемости для исследуемой руды.
6.2 Теоретические сведения
Производительность барабанных мельниц можно измерять: количеством тонн измельченного исходного материала, количеством тонн вновь образованного определенного (расчетного) класса крупности, количеством вновь образованных поверхностей (тонны в единицу времени).
При использовании производительности по исходному материалу обязательно необходимо дополнительно указывать крупность исходного и конечного продуктов, так как само по себе количество переработанной руды в единицу времени не дает представления о выполненной работе измельчения и не является технологической характеристикой.
Производительность по количеству тонн вновь образованного определенного (расчетного) класса обычно рассчитывают по классу -0,074+0 мм (-200 меш). Так как этот класс в большинстве случаев определяет величину поверхности всего измельченного продукта, то определение производительности мельницы по вновь образованному готовому классу является упрощенным способом определения производительности по величине вновь образованной поверхности. Данный метод определения производительности мельниц достаточно прост и широко применяется на практике.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 |
Основные порталы (построено редакторами)