2.2.2. Процесс классификации

В зависимости от конструкции классификатора процесс классификации может осуществляться в горизонтальном или восходящем потоке среды под действием гравитационных сил и сил сопротивления, а также в центробежном поле, где клас­сифицируемые частицы испытывают дополнительное воздей­ствие центробежных сил инерции.

При классификации в восходящем потоке (рис. 2.6, а) круп­ность зерен, выделяемых в слив (или пески), определяется со­отношением скорости их падения v₀ и скорости восходящего потока и.

Рис. 2.6. Схема процесса классификации в восходящих (а) и горизонталь­ных (б) потоках

Если для данного зерна v₀ > и, то зерно перейдет в в пески, а если v₀ < и, то зерно будет вынесено потоком в слив классификатора. При получении нескольких классов их выде­ление осуществляется при различных скоростях восходящих по­токов. Отношение значений скоростей восходящих потоков, при которых происходит выделение смежных классов, называ­ется коэффициентом шкалы гравитационной классификации S_Г:

(2.26)

При классификации в горизонтальном потоке (рис. 2.6, б) каждая частица перемещается в горизонтальном направлении со скоростью горизонтального потока среды и и по вертикали под действием силы тяжести с конечной скоростью падения v₀. При глубине сливающегося потока h и длине классификатора l частица уйдет со сливом, если < , или в пески, если > . В граничных условиях = ; v₀= и. Учитывая, что при ширине классификатора b и объеме его слива V: , получаем:

(2.7)

т. е. при классификации в горизонтальном потоке скорость падения и, следовательно, крупность частиц, уходящих со сли­вом, не зависят от глубины потока, а определяются объемом слива V и площадью зеркала классификатора lb, Чем больше объем слива и меньше площадь зеркала классификатора, тем больше конечная скорость падения и крупность частиц, пере­ходящих в слив.

Для классификации в центробежном поле используются или неподвижные цилиндрические аппараты, пульпа или аэросуспензия в которые подается под давлением (0,5—3,0)10⁵Па тангенциально к внутренней поверхности цилиндра, или вра­щающиеся обычно цилиндрические аппараты. Вращение пуль­пы и образование центробежных полей с ускорением в десят­ки и тысячи g позволяет резко снизить крупность разделения, по сравнению с гравитационной классификацией. Отношение ускорений центробежного а_ц и гравитационного а_г силовых полей называют фактором разделения F_разд

(2.28)

Его значение зависит от числа оборотов п, об/мин, и ра­диуса вращения R, м. Например, при F_разд - 100 частица круп­ностью 30 мкм будет двигаться в центробежном поле с той же скоростью, что и частица размером в 300 мкм в гравитацион­ном поле.

На практике четкость разделения при классификации на­рушается циркуляционным движением потока, перемешивани­ем частиц его турбулентными вихрями и другими причинами технологического характера. Поэтому в песках всегда присут­ствуют мелкие частицы, а в сливе — часть крупных. Оценку ре­зультатов и качества продуктов классификации, а также круп­ности разделения при классификации производят по резуль­татам ситового анализа слива и песков (рис. 2.7).

Рис. 2.7. Определение крупности разделения (3) при классификации по ре­зультатам ситового анализа слива (1) и песков (2)

При этом крупность разделения, по первому способу оп­ределяется абсциссой пересечения кривых гранулометричес­ких характеристик слива и песков (рис. 2.7, а). Данная круп­ность разделения отвечает размеру такого зерна, засоренность продуктов по которому одинакова. По второму способу (рис. 2.7, 6) за крупность разделения принимают размер зерна, извле­чение которого в слив и пески одинаково (равно 50 %). Эффек­тивность классификации определяют обычно по формуле Ханкока-Луйкена

.