3. Основні закономірності перемішування рідких, сипких і пластичних мас.

Перемішування в промислових умовах – процес перерозподілу речовини в даному обмеженому об’ємі за допомогою спеціальних приладів. Перемішування використовується для багатьох цілей, основними з яких є отримання однорідних сумішей сухих та зволожених порошків, отримання рідких неоднорідних систем, додаткове диспергування, вирівнювання температурних та концентраційних градієнтів, гомогенізації однорідних систем, зниження ефективної в’язкості, прискорення процесу сушки. При отриманні однорідних сумішей з порошків застосовуються різні способи перемішування, тому конструкції змішувальних приладів різноманітні. При приготуванні суспензій та емульсій та при необхідності додаткового дроблення дисперсної фази використовують обладнання, яке утворює в переміщуваному середовищі значні дотичні напруження. До такого обладнання відносяться різні механічні мішалки (лопатні, пропелерні, турбінні). У випадку гомогенізації середовища, інтенсифікації нагрівання чи охолодження та сушки використовуються способи перемішування, що забезпечують вирівнювання в об’ємі концентрацій та температур. При цьому застосовуються механічні змішувальні прилади, пневматичне перемішування, перемішування за допомогою сопел та насосів. При необхідності прискорення хімічної взаємодії неоднорідних рідких систем використовуються способи перемішування, що забезпечують напрямок руху середовища в зону реакції, до межі розподілу фаз чи до поверхні теплообміну. Забезпечують ці процеси пропелерні чи турбінні мішалки з огороджуючи ми перегородками, а також сопла, наноси, пневматичне змішування. Таким чином, спосіб змішування та апаратура для його проведення визначаються агрегатним станом змішуваних фаз та метою перемішування. Розрізняють 2 основних способи перемішування: механічний (за допомогою мішалок) та пневматичний (за допомогою стисненого повітря – барботаж), крім того, в промислових умовах використовують перемішування за допомогою насосів, сопел, в трубопроводах. Інтенсивність дії змішувального апарату визначається часом, витраченим для досягнення заданого технологічного результату чи швидкістю обертання мішалки, а ефективність – витратою енергії для отримання потрібного технологічного результату. До механічного перемішування відносяться всі способи перемішування, що здійснюються за допомогою мішалок, занурених у дане середовище. Процес перемішування механічними мішалками при змішуванні сипких матеріалів зводиться до утворення умов переміщення твердих частинок одного компоненту суміші в іншому. Процес перемішування механічними мішалками у рідкий середовищах також зводиться до утворення певного режиму обтікання поверхні робочого органу апарату, визначаючого виникнення та розвиток межуючого шару в неоднорідному середовищі.

1.Основні закономірності механічної класифікації зернистих матеріалів.

У виробництві будівельних матеріалів механічне сортування займає провідне місце. При грохоченні розділення на класи за крупністю (фракції) здійснюється шляхом просіювання сипкого матеріалу через одне або декілька сит. Матеріал, що пройшов крізь дане сито, але не пройшов крізь сито з меншими отворами, називається фракцією. Розміри зерен, обмежені розмірами отворів верхнього та нижнього сита, визначають фракцію зерен.

Розділення по фракціям можна здійснювати 3-ма способами:

• Грохотами – примусове – набір сит;

• Стрічковим – під дією власної ваги – від мілкого до крупного;

• Комбінованим;

У технологічному процесі виробництва будівельних матеріалів розрізняють такі види сортування:

• Попереднє – для виділення з гірської маси мілких кусків, що не потребують сортування, або для відокремлення завеликих шматків;

• Проміжне – для розподілення матеріалу за різними стадіями дроблення;

• Остаточне – для розділення матеріалу на товарні фракції.

Основна кількість кам’яних матеріалів сортується механічним способом на грохотах – машинах, що забезпечують відносний рух сипкої суміші за робочою поверхнею.

За характером дії грохоти розділяють на рухомі та нерухомі. У нерухомих грохотах матеріал рухається за просіювальною поверхнею під дією сили тяжіння, для чого грохот встановлюють під кутом, що перевищує кут тертя матеріалу об сито, застосовуються для попереднього відокремлення над крупних кусків перед дробленням. Більшість грохотів – рухомі. Розділяються на барабанні, валкові, вібраційні (інерційні, само балансні), граційні, хитні грохоти.

За даними ситового аналізу можна побудувати криві розподілу. На осі абсцис послідовно відкладають розміри зерен за фракціями, на осі ординат – їх масу у %. Крива розподілу визначає гранулометричний склад сипкого матеріалу. При виробництві будівельних матеріалів до гранулометричного складу матеріалу (найчастіше заповнювача) висуваються вимоги стосовно щільності, що залежить від упаковки зерен.

Умови просіювання:

швидкість v, розмір зерна d, розмір отвору D.

– ступінь трудності грохочення. Для підвищення продуктивності просіювання сітка сита повинна бути прямокутною. d/D=0,7-0,8.

ймовірність проходження зерна крізь сито:

номер сита, крізь яке зерно точно пройде

Закономірність механічної кінетики грохочення:

, де Е – ефективність грохочення, К – коефіцієнт грохочення, τ – час грохочення, n – показник відносної швидкості.

c – вміст зерен нижнього класу у вихідному матеріалі.

відносний вміст зерен нижнього класу, що залишається на решітці, де А – маса проби, яку необхідно просіяти - маса проби після просіювання