Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
119
Добавлен:
25.03.2016
Размер:
75.26 Кб
Скачать

Министерство образования и науки

Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

Магнитогорский государственный технический университет

им. Г.И. Носова

(ГОУ ВПО «МГТУ»)

Кафедра химической технологии неметаллических

материалов и физической химии

Ситовый анализ сыпучего материала

Методические указания

к лабораторной работе по дисциплине «Процессы и аппараты химической технологии» для студентов специальности 240403 всех форм обучения

Магнитогорск

2010

Составители: Вейнский В.В., Горохов А.В.

Ситовый анализ сыпучего материала. Методические указания к лабораторной работе по курсу «Процессы и аппараты химической технологии» для студентов специальности 240403 всех форм обучения. Магнитогорск, изд. МГТУ им. Г.И. Носова, 2010, 8 с.

© Вейнский В.В.,

Горохов А.В.

Цель работы:

Определение фракционного состава сыпучих материалов и среднего диаметра частиц.

1.ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1 Общие сведения

Определение гранулометрического состава сыпучего материала, т. е. определения содержания в нем частиц различных размеров, называется ситовым анализом или ситовой классификацией.

Для выполнения ситового анализа просеивают на стандартных ситах среднюю пробу материала, которую получают из первичной пробы путем ее сокращения. Сокращение пробы может производиться способом квартования.

Все количество первичной пробы собирают в коническую кучу, насыпая на вершину с различных сторон конуса каждую последующую порцию материала поверх предыдущей. По окончании формирования конуса его сплющивают в виде круга, надавливая вертикально на вершину конуса каким-либо плоским предметом (при этом не допускается смещать ось конуса и переносить материал из одной части круга в другую).

Квартование производят следующим образом. Полученный круг при помощи пластического радиального делителя в виде крестовины делят на четыре разных сектора путем надавливания крестовины в круг до поверхности плиты. После этого, не снимая крестовины, два противоположных сектора удаляют, а оставшиеся два сектора подвергают дальнейшему перемешиванию на конус и квартованию до получения остатка, равного средней пробе.

При перемешивании материала на конус происходит перераспределение (сегрегация) кусков по крупности: более крупные куски находятся в нижней части конуса, а мелкие в верхней. Это происходит поэтому, что у крупных частиц вес или сила инерции при падении на верхнюю часть конуса оказывается больше, чем сила сопротивления частиц на наклонной части конуса.

Квартование первичной пробы материала, насыпанного равным слоем, можно производить в прямоугольном или квадратном ящике с плоским дном и низкими бортами, разделяя материал на секторы по диагоналям.

При ситовой классификации сыпучего материала применяются сита, которые согласно ГОСТ 3584-53, обозначаются номерами, соответствующими размеру ширины отверстия в свету, выраженному в миллиметрах . Стандартный набор сит для рассеивания характеризуется постоянным отношением (моделей) размер отверстий каждого последующего сита к предыдущему, равным ,, 2, 22 и т.д.

Классы зерен или фракции обозначают размерами отверстий этих сит, соответствующих размерам гранул данного класса.

По данным ситового анализа рассчитывается:

- средний диаметр зерен фракции:

d ср. = , (1)

- средневзвешенный размер всей смеси:

d ср. взв. =, (2)

- среднегармонический размер всей смеси:

d ср. гарм. = , (3)

где n - размер сита одной из фракций, мм;

d1, d2, … dn - средний размер каждой из фракций, мм;

c1, c2, … cn - выход фракции, масс  или массовые доли.

Если известны средние диаметры смеси зерен до и после дробления, то можно рассчитать степень дробления i, равную отношению среднего размера куска материала до измельчения (D ср.) к среднему размеру частиц после измельчения (d ср.).

i = D ср/ d ср (4)

    1. Графические характеристики крупности

Графическое изображение состава сыпучего материала в координатах “содержание (выход) зерен данного класса – номера сит” называется характеристикой крупности.

Различают характеристики частные (по выходам отдельных фракций) и суммарные (по суммарным выходам фракций). При построении частной характеристики на оси абсцисс откладывают величины отверстий сит, а по оси ординат – выход соответствующих классов в . Ординаты, определяющие выход отдельных фракций стоят на размере диаметра, равного среднеарифметической величине двух крайних размеров. Полученные точки соединяют прямыми линиями, начиная с нуля данных координат.

Суммарную, характеристику ситового анализа стоят в тех же координатах, что и частную, но при этом абсциссе, равной полусумме крайних размеров данной фракции, соответствует ордината, обозначающая выход материала мельче или крупнее максимального размера сита данной фракции.

Если по оси ординат откладываются выходы материала крупнее данного диаметра, то характеристика построена “по плюсу”. Если же откладывают выходы материала меньше данного диаметра, то характеристика построена “по минусу“.

Кривые суммарные характеристики “по плюсу” могут иметь различный вид. Выпуклая кривая получается при преобладании в материале крупных частиц, вогнутая – при преобладании мелких частиц. Прямолинейная характеристика свидетельствует о равномерном распределении в материале зерен по крупности.

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

    1. Описание установки

Ситовый анализ сыпучих материалов производится вручную на стандартных ситах с модулем равным 2. Размеры сит в этом наборе: 8 – 4 – 2 – 1 - 0,5 - 0,25 - 0 мм.

Сыпучий материал квартуют на специальном листе с помощью пластинчатого радиального делителя в виде крестовины.

    1. Порядок выполнения работы

2.2.1. Дана первичная проба сыпучего материала в количестве 8 - 10 кг.

2.2.2. Производят перемешивание материала на конус, сплющивание в виде круга и деление его на четыре сектора.

2.2.3. Из отобранных двух противоположных секторов материала повторным квартованием отбирают среднюю пробу и взвешивают ее ( вес пробы Р  1,5 – 1,8 кг).

2.2.4. Производят вручную ситовый анализ средней пробы материала на стандартных ситах (рассев продолжают не менее 10 мин.).

2.2.5. Взвешивают остатки материала на каждом сите, включая материал, прошедший через последнее сито.

2.2.6. Рассчитывают средневзвешенный диаметр частиц.

2.2.7. Из полученных n - фракций средней пробы составляют шихту с весом Pш из m-фракций (m  n) со средневзвешенным диаметром (вес шихты Рш, диаметр частицы dср.взв. и количество фракции m задает преподаватель).

2.2.8. По фактическому весу фракций в шихте отбирают материал по фракциям из первого рассева, смешивают и рассеивают на стандартных ситах, которые задаёт преподаватель.

2.2.9. После тщательного перемешивания производят ситовый анализ полученной шихты.

2.2.10. Рассчитывают средневзвешенный диаметр частиц заданной преподавателем шихты и сравнивают его с полученным в расчете.

2.2.11. Находят ошибку определения средневзвешенного диаметра частиц.

  1. ОБРАБОТКА ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ

3.1. Определить среднеарифметический диаметр каждой фракции (уравнение 1).

3.2. По выходу фракций и среднеарифметическому диаметру фракций определяют средневзвешенный диаметр (уравнение 2).

3.3. Рассчитывают суммарный выход фракций исходного материала «по плюсу» и «по минусу».

3.4. Строят на ЭВМ графики: частную характеристику материала и суммарную характеристику материала «по плюсу» и «по минусу».

3.5. Принимают, что исходный материал первоначального выглядел как одна частица весом равным весу пробы P (кг) с удельным весом, равным весу пробы материала и плотностью ( кг/м3 ), и вычисляют диаметр начальной частицы:

D== (5)

где P - вес частицы, равный весу шихты, кг;

- плотность материала, кг/м3. ( равная 1500 кг/м3 ).

3.6. Определить степень измельчения материала по формуле (4).

3.7. Составить шихту из материала согласно п. 2.2.7. (расчет производится на ЭВМ).

4. В Ы В О Д Ы

5. К О Н Т Р О Л Ь Н Ы Е В О П Р О С Ы

5.1. Что такое грануломерический состав?

5.2. Что такое ситовая классификация?

5.3. Что такое графическая характеристика крупности?

5.4. Что показывают точки на графических зависимостях?

5.5. Методы определения средних величин

5.6. Модель шкалы

5.7. Методы отбора проб

5.8. Методы усреднения проб

5.9. Что такое квартование?

5.10. Что такое сегрегация?

….5.11. Как зависят свойства материала от его гранулометрического состава?

5.12. Как зависит гранулометрический состав от способа дробления материала?

  1. Л И Т Е Р А Т У Р А

1.Общий курс процессов и аппаратов химической технологии. Учебник [В 2 кн./В.Г.Айнштейн, М.К.Захаров, Г.А.Носов и др.] Под ред. В.Г.Айнштейна -М., Логос, 2003.

2 Касаткин Л.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. – М.: Логос, 2005, 752 с.: ил.

3. Вейнский В.В. Процессы и аппараты химической технологии.: Учебное пособие./В.В.Вейнский, А.В.Горохов ; МГТУ. – Магнитогорск: МГТУ, 2005. 176 с.: ил.

4 Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. - Л., Химия, 2005, 575 с.

8

Соседние файлы в папке Лабораторные