Цель работы
Целью работы является ознакомление с процессом смешения сыпучих материалов, с конструкцией и работой двухбарабанного механического смесителя типа «пьяная бочка», исследование кинетики процесса смешения, определение оптимального времени смешения.
Описание установки
Лабораторная работа выполняется на барабанном смесителе БЛ-2, принципиальная схема установки которого представлена на рис.1.
Два одинаковых цилиндрических барабана 1 ёмкостью 0,01 м3, образующие корпус смесителя, вращаются на валу 2, составляющем с осями симметрии барабанов некоторый угол. Барабаны закрываются съёмными крышками 3. Привод барабанов осуществляется от электродвигателя 4 мощностью 0,6 кВт через червячный редуктор 5. Всё оборудование смонтировано на общей раме 6.
Рис. 1. Барабанный смеситель БЛ-2:
1 – ёмкость; 2 – вал; 3 – крышка; 4 – электродвигатель; 5 – редуктор; 6 – рама.
Для проведения процесса смешивания выбираются сыпучие материалы, различающиеся по крупности частиц. Физико-механические свойства компонентов приведены в таблице 1.
Таблица 1
|
Наименование компонента |
Насыпная плотность, кг/м3 |
Средний диаметр частиц, мм |
Примечание
|
|
Крошка полиэтилена Силикагель молотый Сферы стеклянные Пшено Крупа |
|
|
|
Порядок работы
По заданному преподавателем массовому соотношению (1:1; 1:2; 1:4; 1:8; 1:10; 1:20) смешиваемых компонентов взвесить с точностью – 5 г порции первого (А) – ключевого и второго (Б) компонентов, выбирая общую массу их из условия, что заполнение барабана материалом должно быть на 50…70 % по объёму.
Открыть крышку 3 одного из барабанов смесителя и засыпать поочередно внутрь его смешиваемые компоненты, закрыть крышку барабана. Массовое количество компонентов и порядок их засыпки записать в таблицу 2.
Для проведения процесса смешивания включить электродвигатель смесителя на промежуток времени, соответствующий 1-2 оборотам вращения барабана, после этого выключить электродвигатель. Таким образом, время от момента включения электродвигателя до момента полной остановки барабана будет соответствовать времени смешивания на данном этапе эксперимента. Время этого этапа эксперимента замеряется секундомером.
Открыв крышку барабана, пробоотборником взять с поверхности слоя до 10 проб смеси. Масса каждой пробы 30-40 г. Поместив пробу на сито, рассеять её вручную на две фракции: первый компонент – А, второй – Б. Каждую фракцию взвесить с точностью 0,1 г, используя весы ВНЦ-0,2 типа ВНЦ ГОСТ 1327-55. Определить процентное содержание ключевого компонента в каждой пробе (каждого компонента).
После анализа проб их компоненты ссыпать в барабан смесителя, закрыть крышку барабана.
Для дальнейшего проведения процесса смешивания компонентов необходимо операции пуска, остановки смесителя, отбора проб, определения концентрации ключевого компонента в каждой пробе смеси повторить многократно до тех пор, пока пробы смеси последующих этапов смешивания не перестанут значительно отличаться друг от друга по составу (по концентрации ключевого компонента). Рекомендуемая периодичность этапов смешивания согласовывается с преподавателем. Например, ряд этапов смешивания, соответствующий 2, 4, 8, 16, 30, 60, 120, 240 оборотам барабана смесителя. Процессу смешивания сопутствует процесс расслоения сыпучих компонентов – сегрегации их частиц, особенно при смешивании компонентов, различающихся размером частиц, плотностью. Поэтому в случае, когда процесс расслоения преобладает над смешиванием, место отбора проб смеси играет существенную роль при оценке процесса смешивания.
По окончании работы смесителя необходимо освободить барабан от смеси. Смесь компонентов рассеять и фракции ссыпать в соответствующие ёмкости для хранения.