- •Лекции по дисциплине «Машины химических производств» для студентов специальности 240801 «Машины и аппараты химических производств».
- •Часть 1 (32 лекционных часа)
- •Химическое оборудование, его классификация, особенности его эксплуатации…………………………
- •Сыпучие материалы, их физико-механические свойства
- •Машины для дробления сыпучих материалов……….
- •Машины для помола материалов……………
- •Машины для классификации сыпучих материалов………..
- •Список литературы……………………..
- •Для заметок……..
- •Список литературы………………
- •Дозаторы…………………
- •Контрольные вопросы по теме «Питатели и дозаторы для сыпучих материалов …………………………………..
- •Список литературы……………………………. Аннотация
- •Контрольные вопросы по теме «Химическое оборудование, его классификация, особенности его эксплуатации»
- •Сыпучие материалы, их физико-механические свойства.
- •Свойства сыпучих материалов.
- •Гранулометрический состав.
- •Основные физические характеристики сыпучих материалов.
- •Силы взаимодействия между частицами сыпучего материала – силы аутогезии.
- •Механические свойства сыпучих материалов и характеризующие их параметры.
- •Физические и теоретические основы процессов измельчения твердых тел.
- •Основные способы измельчения твердых тел (рис. 4):
- •Основные стадии дробления и измельчения.
- •Стадии измельчения
- •Теории измельчения.
- •Контрольные вопросы по теме «Сыпучие материалы, их физико-механические свойства».
- •Машины для дробления сыпучих материалов Общая классификация дробилок.
- •Щековые дробилки.
- •Область применения.
- •Усреднённый гранулометрический состав дроблённого продукта дробилок крупного дробления
- •Принцип действия и классификация:
- •Особенности конструкции дробилок со сложным движением щеки – щдс.
- •Конструкционные материалы деталей и сборочных единиц щековых дробилок.
- •Основные расчеты щековых дробилок.
- •Конусные дробилки. Область применения, принцип действия и классификация.
- •Конструкции дробилок.
- •Конструкционные материалы, используемые для изготовления деталей и сборочных единиц конусных дробилок.
- •Основные расчеты конусных дробилок.
- •4. Определение n – числа оборотов для дробилок ксд и ксм с пологими конусами.
- •Валковые дробилки.
- •Конструкция.
- •Материалы, используемые для изготовления деталей и сборочных единиц валковых дробилок.
- •Основные расчеты валковых дробилок.
- •Дробилки ударного действия.
- •Основные расчеты дробилок ударного действия.
- •Классификация барабанных измельчителей по различным критериям.
- •Однокамерная барабанная шаровая мельница мокрого помола.
- •Расчет барабанных измельчителей.
- •Измельчители раздавливающего и истирающего действия.
- •Шаро-кольцевые измельчители.
- •Роликомаятниковые измельчители.
- •Ударные, вибрационные и струйные измельчители.
- •Новые и перспективные методы измельчения материалов.
- •Контрольные вопросы по теме «Машины для измельчения материалов».
- •Машины для классификации сыпучих материалов.
- •Механические способы классификации.
- •Основные показатели процесса грохочения.
- •Основные типы грохотов.
- •Выбор схемы дробления с использованием грохочения.
- •Конструкции просеивающих элементов.
- •Закономерности процесса грохочения.
- •Последовательность выделения классов при грохочении.
- •Конструкции плоских качающихся и инерционных (вибрационных) грохотов.
- •Технологический и динамический расчеты инерционных грохотов.
- •Воздушная сепарация (классификация) сыпучих зернистых материалов.
- •Принципиальные схемы воздушных сепараторов.
- •Конструкции воздушных сепараторов.
- •Контрольные вопросы по теме «Классификация».
- •Смесители сыпучих материалов. Процессы смешивания. Классификация смесителей.
- •Контрольные вопросы по теме «Смесители зернистых сыпучих материалов».
- •Фактор разделения.
- •Классификация центрифуг.
- •Производительность осадительных центрифуг.
- •Производительность фильтрующих центрифуг.
- •Силовые факторы в элементах вращающегося ротора.
- •Механические колебания в центрифугах.
- •Уравновешивание вращающихся масс.
- •Энергетический расчет.
- •Область применения.
- •Рабочий цикл центрифуг периодического действия.
- •Производительность центрифуг периодического действия.
- •Конструкции центрифуг периодического действия. Вертикальные малолитражные центрифуги с нижним приводом.
- •Маятниковые центрифуги.
- •Подвесные центрифуги.
- •Подвесная саморазгружающаяся фильтрующая центрифуга фпс с гравитационной выгрузкой осадка.
- •Подвесная фильтрующая полуавтоматическая центрифуга периодического действия фпн с механической выгрузкой осадка с помощью специального ножа.
- •Горизонтальные автоматизированные центрифуги фгн и огн с ножевой выгрузкой осадка.
- •Центрифуги непрерывного действия.
- •Фильтрующие центрифуги непрерывного действия со шнековой выгрузкой осадка типа фвш и фгш.
- •Горизонтальные осадительные центрифуги непрерывного действия со шнековой выгрузкой осадка, тип огш.
- •Горизонтальные фильтрующие центрифуги непрерывного действия с пульсирующей выгрузкой осадка (фгп).
- •Непрерывнодействующие фильтрующие вибрационные центрифуги с вертикальным (фвв) и горизонтальным (фвг) расположением ротора.
- •Фильтрующие лопастные центрифуги с центробежной выгрузкой осадка.
- •Прецессионные центрифуги.
- •Жидкостные центробежные сепараторы, трубчатые центрифуги. Область применения сепараторов и трубчатых центрифуг.
- •Классификация жидкостных центробежных сепараторов по технологическому назначению.
- •Условные обозначения жидкостных центробежных сепараторов.
- •Конструктивные схемы жидкостных центробежных сепараторов различных типов и их приводов.
- •Конструкции сепараторов различных типов. Однокамерные сепараторы периодического действия.
- •Многокамерные сепараторы периодического действия.
- •Саморазгружающиеся тарельчатые сепараторы непрерывного действия.
- •Осветляющий тарельчатый саморазгружающийся сепаратор с непрерывной сопловой выгрузкой шлама.
- •Трубчатые центрифуги (сверхцентрифуги).
- •Приложение 2 Расчёт роторов центрифуг на прочность.
- •1. Предварительные сведения о комплексном (безмоментном и моментном) расчете тонкостенных осесимметричных оболочек вращения.
- •2. Прочностной расчет роторов центрифуг и жидкостных сепараторов с учетом краевых напряжений.
- •Числовые примеры расчета на прочность роторов центрифуг.
- •Фильтры для жидкостей. Общие положения, классификация фильтров.
- •Оценка скорости процессов фильтрования.
- •Основные режимы работы фильтров.
- •Работа фильтров при постоянном давлении.
- •Работа фильтров в режиме постоянной скорости.
- •Режим промывки осадка.
- •Определение общей продолжительности рабочего цикла фильтров периодического действия.
- •Классификация фильтров.
- •Конструкции фильтров. Фильтр-прессы рамные и камерные.
- •Камерный фильтр-пресс (конструкция).
- •Фильтр-прессы, оборудованные диафрагмами.
- •Фильтр-пресс автоматизированный камерный типа фпакм.
- •Фильтр-пресс автоматизированный камерный типа фамо.
- •Фильтр-пресс с бумажной лентой типа мб.
- •Листовые фильтры, работающие под давлением.
- •Ячейковые барабанные вакуум-фильтры.
- •Конструкция барабанного вакуум-фильтра с наружной фильтрующей поверхностью.
- •Барабанный вакуум-фильтр с внутренней фильтрующей поверхностью.
- •Конструкция дискового вакуум-фильтра.
- •Ленточные вакуум-фильтры.
- •Вакуум-фильтры карусельные. Принцип действия. Область применения.
- •Конструкция ковша.
- •Ленточные фильтрпрессы.
- •Механические расчеты фильтров. Фильтр-прессы.
- •Листовые фильтры под давлением.
- •Вакуум-фильтры барабанные.
- •Мощность привода вращающихся вакуум-фильтров.
- •Вопросы для самопроверки по теме «Фильтры».
- •Общие сведения.
- •Классификация и конструкции основных типов питателей.
- •Питатели без движущегося рабочего органа. Гравитационные питатели.
- •Устройство для разгрузки мелкодисперсных сыпучих материалов с низкой газопроницаемостью слоя частиц.
- •Аэрационные питатели.
- •Камерные питатели.
- •Объемные питатели с вращающимся рабочим органом.
- •Модификации винтовых питателей.
- •Шлюзовые (секторные) объемные питатели типа ш1.
- •Тарельчатые объемные питатели типа т1.
- •Трубчатые питатели.
- •Питатели с вибрационным побуждением транспортирования сыпучего материала.
- •Ленточные питатели.
- •Лотковые питатели.
- •Качающиеся (маятниковые) питатели.
- •Дозаторы.
- •Классификация дозаторов.
- •Вопросы для самопроверки по теме «Питатели и дозаторы для сыпучих материалов».
Силы взаимодействия между частицами сыпучего материала – силы аутогезии.
В общем случае силы аутогезии – это все виды сил возможного взаимодействия между частицами независимо от природы этих сил, причин и условий их возникновения, количества и свойств взаимодействующих частиц. Силы аутогезии представляют собой различные сложные сочетания как сил межмолекулярного взаимодействия – силы Ван-дер Ваальса, силы когезионного взаимодействия, так и сил электрического взаимодействия, механического сцепления частиц и капиллярных сил (для влажных материалов).
В частных случаях рассматриваются отдельные виды сил взаимодействия друг с другом и с элементами химического оборудования:
Адгезия частиц – взаимодействие частиц и твердой поверхности внутренних элементов аппаратов, рабочих органов машин и т.д. Может приводить к осаждению частиц на твердых поверхностях и их забиванию.
Когезия (cohaesus-лат.-сцепление) – притяжение между молекулами одного и того же твердого тела, приводящее к их объединению в единое твердое тело. Причиной когезии являются силы межмолекулярного взаимодействия и химические связи. Силы когезии наиболее велики в твердых телах.
Агломерация – процесс укрупнения частиц сыпучего материала в результате их спекания при повышенных температурах (керамика, порошковая металлургия и т.д.).
Агломерат (от лат. agglomero – присоединяю) – окускованные образования из частиц сыпучего материала при термическом воздействии.
Агрегация – самопроизвольное укрупнение частиц сыпучего материала.
Конгломерат (то лат. conglomeratus – скученный, уплотненный) – уплотненный грубообломочный, “сцементированный” материал из более мелких частиц сыпучего материала.
Слеживаемость – свойство сыпучего материала терять текучесть при длительном хранении в неподвижном состоянии вследствие образования агломератов (конгломератов) и даже единого монолита. Причиной слеживаемости является повышение влажности сыпучего материала, появление кристаллизационных мостиков между частицами и увеличение капиллярных сил. Слеживаемость сыпучих материалов оценивают по нескольким экспериментальным методикам, наиболее точная из которых основана на замере сопротивления σр раздавливанию специально спрессованного образца. По параметру сопротивления раздавливанию σр все сыпучие материалы распределяются на 5 категорий:
неслеживаемые – σр < 0,1 МПа;
слегка слеживаемые – σр = 0,1÷0,2 МПа;
слеживаемые – σр = 0,2÷0,7 МПа;
сильно слеживаемые – σр = 0,7÷1,5 МПа;
очень сильно слеживаемые – σр > 1,5 МПа.
Примеры см. таблица 1.
Таблица 1. Показатели слеживаемости минеральных удобрений по сопротивлению раздавливанию
Материал |
Влажность, % |
Сопротивление раздавливанию, МПа |
Категория слеживаемости |
Суперфосфат порошкообразный из аппатитового концентрата |
12 |
0,1 |
Слегка слеживаемый |
Суперфосфат гранулированный из аппатитового концентрата |
4,6 |
Менее 0,1 |
Неслеживаемый |
Суперфосфат двойной гранулированный |
2,9 |
0 |
Неслеживаемый |
Аммиачная селитра |
1,26 |
1,0…1,5 |
Слегка слеживаемый |
Аммиачная селитра с добавками аппатитового концентрата |
1,0 |
0,1…1,5 |
Слегка слеживаемый |
Карбамид |
1,5 |
0,1 |
Слегка слеживаемый |
Калий хлористый |
2,2 |
1,0…1,5 |
Сильно слеживаемый |
Калий хлористый флотационный |
0,71 |
Менее 0,1 |
Неслеживаемый |
Аммофос не гранулированный (из фосфоритов Каратау) |
2,2 |
0,1 |
Слегка слеживаемый |
Диаммофос |
2,87 |
0,21 |
Слеживаемый |
Нитрофоска сульфатная №1 |
3,58 |
0,1 |
Слегка слеживаемый |
Нитрофоска «вымороженная» №3 |
2 |
0,1Не |
Слегка слеживаемый |
Для снижения слеживаемости сыпучего материала стремятся к недопущению его увлажнения, периодической его подсушке и перемешиванию, пропитке его гидрофобными составами, использованию герметичной тары. В ряде случаев используют гранулирование частиц сыпучего материала с последующим плакированием поверхности гранул защитными пленками из веществ, нерастворимых в воде.