Закономерности процесса грохочения. Влияние диаметра зерен d и поперечного размера ячеек в свету на эффективность процесса грохочения.

Эффективность классификации сыпучих материалов зависит от скорости движения материала по ситу, длины сита, сплошности потока материала (т.е. от производительности по питанию) и от гранулометрического состава смеси. Для конкретных материалов существуют оптимальные соотношения вышеперечисленных параметров.

Из изложенного следует, что на процесс сортирования влияет значительное число случайных факторов и даже условие прохождение единичного зерна через отверстие сита носит вероятностный характер.

Допустим, что в идеализированном процессе шарообразное зерно вертикально падает на сито с квадратными отверстиями (рис.110).

Рис. 110 Схема прохождения зерна через отверстие сита.

Вероятность P прохождения зерна с поперечным размером d через ячейку с размером b определяется отношением площади F1=(b-d)², обеспечивающей беспрепятственное прохождение зерна, к общей площади сита (в пределах одной ячейки) На рис.111 показана зависимость N от отношения d/b=ψ, из которой следует, что зерна размером d≥0,75b являются трудносортируемыми, вследствие чего приходится увеличивать длину просеивающих элементов, чтобы обеспечить их прохождение сквозь сита.

Рис.111 Зависимость необходимого числа контактов зерна с ситом для прохождения его сквозь отверстие от отношения d/b.

Поскольку вероятность просеивания не зависит от абсолютных размеров зерна и ячейки, можно принять, что через каждое отверстие проходит в единицу времени определенное число зерен при сортировании как крупного материала на ситах с большими отверстиями, так и мелкого – на ситах с мелкими отверстиями. Но с увеличением крупности материала число зерен в единице объема будет уменьшаться пропорционально их диаметру в третьей степени, а число отверстий на единице площади сита – пропорционально размеру ячеек во второй степени. Следовательно, для данного объема материала как бы предлагается к использованию относительно большее число отверстий и, таким образом, производительность грохота возрастает пропорционально размеру отверстий сит. При этом необходимо принимать во внимание засоренность каждого класса частицами других классов.

Влияние угла наклона сита α к горизонту на вероятность свободного прохождения зерен сквозь сито.

При наклонном расположении сита вероятность свободного прохождения зерна сквозь сито существенно снижается с ростом α.

На рис.112 изображена схема прохождения зерна сквозь отверстие наклонного сита.

Рис. 112 Схема прохождения зерна сквозь наклонное сито.

На рис.111 показана зависимость N от отношения d/b=ψ, из которой следует, что зерна размером d≥0,75b являются трудносортируемыми, вследствие чего приходится увеличивать длину просеивающих элементов, чтобы обеспечить их прохождение сквозь сита.

Рис.111 Зависимость необходимого числа контактов зерна с ситом для прохождения его сквозь отверстие от отношения d/b.

Поскольку вероятность просеивания не зависит от абсолютных размеров зерна и ячейки, можно принять, что через каждое отверстие проходит в единицу времени определенное число зерен при сортировании как крупного материала на ситах с большими отверстиями, так и мелкого – на ситах с мелкими отверстиями. Но с увеличением крупности материала число зерен в единице объема будет уменьшаться пропорционально их диаметру в третьей степени, а число отверстий на единице площади сита – пропорционально размеру ячеек во второй степени. Следовательно, для данного объема материала как бы предлагается к использованию относительно большее число отверстий и, таким образом, производительность грохота возрастает пропорционально размеру отверстий сит. При этом необходимо принимать во внимание засоренность каждого класса частицами других классов.

Влияние угла наклона сита α к горизонту на вероятность свободного прохождения зерен сквозь сито.

При наклонном расположении сита вероятность свободного прохождения зерна сквозь сито существенно снижается с ростом α.

На рис.112 изображена схема прохождения зерна сквозь отверстие наклонного сита.

Рис. 112 Схема прохождения зерна сквозь наклонное сито.

На рис.111 показана зависимость N от отношения d/b=ψ, из которой следует, что зерна размером d≥0,75b являются трудносортируемыми, вследствие чего приходится увеличивать длину просеивающих элементов, чтобы обеспечить их прохождение сквозь сита.

Рис.111 Зависимость необходимого числа контактов зерна с ситом для прохождения его сквозь отверстие от отношения d/b.

Поскольку вероятность просеивания не зависит от абсолютных размеров зерна и ячейки, можно принять, что через каждое отверстие проходит в единицу времени определенное число зерен при сортировании как крупного материала на ситах с большими отверстиями, так и мелкого – на ситах с мелкими отверстиями. Но с увеличением крупности материала число зерен в единице объема будет уменьшаться пропорционально их диаметру в третьей степени, а число отверстий на единице площади сита – пропорционально размеру ячеек во второй степени. Следовательно, для данного объема материала как бы предлагается к использованию относительно большее число отверстий и, таким образом, производительность грохота возрастает пропорционально размеру отверстий сит. При этом необходимо принимать во внимание засоренность каждого класса частицами других классов.

Влияние угла наклона сита α к горизонту на вероятность свободного прохождения зерен сквозь сито.

При наклонном расположении сита вероятность свободного прохождения зерна сквозь сито существенно снижается с ростом α.

На рис.112 изображена схема прохождения зерна сквозь отверстие наклонного сита.

Рис. 112 Схема прохождения зерна сквозь наклонное сито.

Практически на наклонном сите грохота получают нижний класс той же крупности, что и на горизонтальном сите, но при большем размере отверстий наклонного сита по сравнению с отверстиями горизонтального сита (в частности в 1,15 раза при α=20° и в 1,25 раза при α=25°).