Вопрос 11

Эффективность процесса грохочения.Факторы влияющие на эффективность грохочения.

Эффективность грохочения Е определяется отно­шением массы фактически полученного подрешетного продукта к массе его в исходном материале. Выражается она в долях единицы или в процентах. Согласно определению эффектив­ность грохочения определяют по формуле Е = 10⁴С/(Qa),

где С—масса подрешетного продукта, т; Q — масса исходного материала; a — содержание нижнего класса в исходном мате­риале, %.

Так как в производственных условиях непосредственное оп­ределение массы полученного подрешетного продукта затрудне­но, на практике пользуются другой формулой для определения эффективности (или кпд) грохочения

где— кпд грохочения, %; b — содержание нижнего класса в надрешетном продукте, %.

Значения а и b определяют на основании тщательного рас­сева проб исходного материала и надрешетного продукта, про­веденного на ситах с тем же размером и формой отверстий, что и на сите грохота.

Основными показателями работы грохота являются его про­изводительность и эффективность грохочения. Эти показатели всегда взаимосвязаны. Производительность различных грохотов можно сравнивать при условии, что они обусловливают одина­ковую эффективность грохочения. Обычно считается, что от ширины грохота зависит его производительность, а от длины — эффективность грохочения.

Факторами, влияющими на процесс грохочения, являются: -влажность материала. Повышенная влажность вызывает слипание частиц между собой и залипание отверстий грохота. Обычно это наступает при влажности материала более 10-12%. Эффективность грохочения резко снижается. В этих слу­чаях производят мокрое грохочение, орошая материал во вре­мя его движения по ситу;

-геометрическая форма зерен. Наиболее благоприятной явля­ется округлая форма. Многогранная и кубообразная формы зе­рен менее благоприятны. Наиболее затруднено грохочение ма­териала, состоящего из зерен продолговатой или пластинчатой формы;

-содержание «трудных» и «затрудняющих» зерен в исходном материале. Практика грохочения показывает, что наиболее трудными для просеивания являются зерна, диаметр которых близок к размеру отверстия сита (размером от 0,75 диаметра сита и выше). Такие зерна называются «трудными». Зерна, размер которых больше отверстия сита, но меньше полуторной их величины, также затрудняют процесс грохочения, так как легко застревают в отверстиях. Такие зерна называются «за­трудняющими» и препятствуют прохождению других зерен. Чем меньше в материале «трудных» и «затрудняющих» зерен, тем успешнее и эффективнее происходит процесс грохочения;

-угол наклона просеивающей поверхности. Увеличение угла наклона приводит к «уменьшению» отверстия сита и крупно­сти просеиваемого материала. Кроме того, увеличивается ско­рость движения зерен по просеивающей поверхности. При боль­ших скоростях движения зерна будут проскакивать отверстия и не будут просеиваться. Оптимальный угол наклона просеи­вающей поверхности устанавливается экспериментально, исхо­дя из наивысшей эффективности и требуемой производитель­ности;

-плотность исходного материала. Так как пропускная способ­ность грохота зависит от объема материала, производительность грохота бывает выше для материалов большей плотности.

Врпрос12

Силы сопротивления среды, возникающие при падении тел

Процесс разделения минеральных зерен в аппаратах гравита­ционного обогащения сопровождается перемещением их в средах с различными скоростями, зависящими от крупности, плотности, формы зерен.

Изучение закономерностей производится с учетом свободных и стесненных условий движения отдельного зерна. Свободным называется движение отдельного зерна в неограниченной и не­подвижной среде (или в сосуде, размеры поперечного сечения ко­торого более чем в 30 раз превышают размеры зерна). Под дей­ствием гравитационной силы движение в ограниченной среде или сосуде, размеры которого соизмеримы с размерами зерна, или движение в промежутках между зернами называется стесненным. Стесненное движение характерно для массового движения зерен, при котором частица испытывает одновременно влияние не только среды, но и окружающих зерен, а среда испытывает действие каждой частицы в отдельности и массы их в целом. Скорость дви­жения зерна относительно среды определяется соотношением сил: силы тяжести, подъемной (архимедовой) силы, силы сопро­тивления среды и сил механического взаимодействия зерен при их соприкосновении.

Сила сопротивления среды движущемуся в ней телу зависит от режима движения. Различают два режима движения: лами­нарный, и турбулентный. Каждому режиму движения соответствует определенный характер обтекания зерна средой. Ламинарный режим обтекания происходит при небольших скоростях движения и сопровождается плавным схождением элементарных слоев жидкости позади тела (рис. 1.1, а). В этом случае сила сопротивления обусловливается силами трения, возникающими в жидкости вследствие разности скоростей движенияееслоев, и количественно определяется законом Стокса Рвяз = 3vd,, где Рв- сила сопротивления от трения слоев жидкости или силасопротивления от вязкости; μ-динамический коэффициент вязкости;

d-диаметр, v - скорость движения зерна, м/с.

рис 1.1.характер обтекания жидкостью тел при ламинарном (а) и турбулентном (б) режимах движения

Турбулентный-имеет место при движении кр. частиц, скорость значительная слои жидкости позади не сходятся и позади тела создается пониженное давление. Разница давлений впереди и позади движ-ся тела образует динамическое сопротивление.Такой режим движения характерен для высоких скороcтей движения и сопровождается образованием вихрей позади тела. Экспериментально установлено, что чем больше скорость обтекания, сложнее конфигурация тела, шероховатость поверхности, теминтенсивнее вихреобразование при обтекании. В результате вихреобразования позади тела образуется пространствос пониженным давлением. Разность давлений определяет динамическое или инерционное сопротивление среды перемещению тела, изменяющееся по закону Ньютона

Р_д=кFV²Δ, гдеР -динамическое сопротивление;К=1/2 - коэффициент пропорциональности по Риттингеру,

К=2/3 по Финкею; F - площадь проекции тела, м² Δ-плотность суспензии кг/м^{3 .}V-скорость падения -коэф-т вязкости

По Риттингиру Р_д=V² d²Δ

Уравнения не учитывают трение слоев жидкости относ-но друг друга и их кинематическую структуру. Зерно, движущееся в среде, испытывает одновременно действие двух сопротивлений, но степень их проявления различна. Динамическое сопротивление преобладает при высоких скоростям обтекания и размерах частиц более 2мм, сопротивление от вязкости — при малых скоростях и размерах частиц менее 0,1 мм.. Преобладание того или иного сопротивления определяется из соотношения сил сопротивлений Рд и Рв

частные случаи: Р_дР_в при 48; Р_д Р_в при 48 ;Р_д =Р_в при =48

Параметр, характеризующий режим течения жидкости, назы­вается параметром Рейнольдса (Re). Число рейнольдса характеризует преобладание того или иного режима движения

Re= Если d›0.1-преобладает ламинарный режим, 0,2‹d‹2-переходный режим, d ›2-преобладает турбулентный режим.