2.2. Гидравлическая классификация
Данная классификация смесей твёрдых частиц на фракции по скорости осаждения их в жидкости подчиняется общим законам осаждения твёрдых тел. Гидравлическая классификация осуществляется в горизонтальном или восходящем потоке воды. Скорость потока выбирают такой, чтобы из классификатора вносились частицы, размер которой меньше определённой величины, – верхний продукт, а в классификаторе осаждались более крупные частицы, обладающие большей скоростью осаждения, – нижний продукт. Для классификации под действием центробежной силы используют гидроциклоны.
2.3. Воздушная сепарация
Воздушная сепарация отличается от гидравлической классификации тем, что скорость осаждения частиц в воздухе значительно больше скорости осаждения частиц в воде. Воздушная сепарация осуществляется в восходящем потоке воздуха в циклонных аппаратах.
Рис. 2.3.1. Схема центробежного сепаратора:
1 – корпус; 2 – внутренний конус; 3 – патрубок для ввода исходного продукта; 4, 5 – патрубки для отвода крупных частиц; 6 – направляющая лопатка; 7 – патрубок для вывода пыли
На рисунке 2.3.1 показана схема центробежного сепаратора. Обычно такой сепаратор устанавливают на линии отходящего воздушного потока от мельницы. Крупные части отделяются в кольцевом канале и конусе, где частицы под действием центробежной силы отбрасываются на стенки конуса. Крупные частицы соскальзывают со стенок конуса и выгружаются через патрубки 4 и 5. Воздух вместе с мелкими неотделившимися частицами удаляется через патрубок в циклон.
3. Показательные расчёты
3.1. Материальные балансы процессов разделения
Считая,
что неоднородная система, подвергаемая
разделению (суммарная масса
),
разделяется
на продукты, содержащие в основном
дисперсионную среду (масса
)
и
дисперсную фазу (масса
),
получим
уравнение материального баланса:
.
Если
концентрация дисперсной фазы в этих
продуктах соответственно равна
,
и
,
баланс
масс по дисперсной фазе запишется в
виде:
.
Отсюда находится выражение для массы дисперсионной среды, полученной в результате ее отделения от неоднородной системы:
.
Эффективность
разделения
,
оцениваемая
полнотой отделения дисперсной фазы от
неоднородной системы, определится её
количеством в выделенном продукте,
т. е. величиной:
.
Эта же величина в относительном выражении, т. е. отнесённая к массе дисперсной фазы в исходном продукте, запишется в виде:
.
Приближение
параметра
к
единице свидетельствует о все более
эффективном протекании процесса
разделения. Как правило, такая предельно
высокая эффективность не достигается.
Показатель
эффективности разделения
используют
для оценки совершенства оборудования
и технологий разделения.
3.2. Показательный расчёт производительности дробилки и грохота
На молотковую дробилку, работающую в замкнутом цикле с предварительным грохочением, поступает G = 20 т/ч исходного материала. Размер кусков требуемого продукта дробления должен составлять dк = 10 мм. В исходном материале содержится 25 % кусков, размер которых менее 10 мм. После однократного прохождения материала через дробилку продукт дробления содержит 65 % кусков размером более 10 мм. Определить производительность дробилки и грохота.
Доля
крупных кусков в исходном материале:
Нагрузку дробилки при работе в замкнутом цикле определяем по формуле:
,
где
– массовая доля крупных кусков в исходном
материале,
– КПД грохота;
– массовая доля кусков размером более
заданного в продукте дробления.
Принимая
,
получим
.
Производительность
молотковой дробилки:
т/ч.
Производительность
грохота:
т/ч.