Chương 17 trộn vật liệu rời

Mục đích và ứng dụng Mục đích: Trộn là một quá trình tạo ra hỗn hợp đồng nhất từ các thành phần chất rắn dưới tác dụng của lực cơ học.. Ứng dụng: Quá trình trộn được ứng dụng rộng rãi tr

1 CƠ SỞ CỦA QUÁ TRÌNH TRỘN

1.1 Mục đích và ứng dụng

Mục đích: Trộn là một quá trình tạo ra hỗn hợp đồng

nhất từ các thành phần chất rắn dưới tác dụng của lực

cơ học

Ứng dụng: Quá trình trộn được ứng dụng rộng rãi

trong các lĩnh vực như: làm tăng quá trình phản ứng hoá học, quá trình truyền nhiệt trong công nghệ sấy, công nghệ polymer hoá chất dẻo trong hoá chất, thực phẩm, dược liệu và một số lĩnh vực khác

1.2 Các tính chất của vật liệu

Sự phân bố cỡ hạt: sự phân bố cỡ hạt quá rộng sẽ ảnh hưởng đến quá trình trộn

Khối lượng riêng của vật liệu càng khác biệt nhau càng khó trộn

Hình dạng hạt càng khác biệt nhau về kích thước thì càng khó trộn.

Tính chất bề mặt hạt: hạt có lực tĩnh điện lớn sẽ khó trộn

so với hạt có lực tĩnh điện bé.

Tính dính: có xu hướng kết dính hạt lại với nhau làm cản trở quá trình trộn

Độ ẩm: vật liệu có độ ẩm càng cao thì trộn càng khó đều

1.2 Các tính chất của vật liệu (tt)

Khối lượng riêng xốp: trong quá trình trộn nếu khối lượng riêng xốp thay đổi càng lớn thì càng khó trộn

Ngoài ra, còn một số tính chất khác mà trong quá trình trộn sẽ làm ảnh hưởng đến quá trình trộn như: độ dòn, góc ma sát của vật liệu v.v…

1.3 Phương pháp trộn và chỉ tiêu đánh giá

Để đánh giá độ đồng đều của hỗn hợp (mức độ trộn)

ta dùng đại lượng “độ sai lệch bình phương trung

bình S”, nghĩa là trong thể tích hỗn hợp thực Vi có thành phần chất A là CiA, chất B là CiB thì độ sai lệch bình phương trung bình của hỗn hợp thực đó là:

( )

1 N

C C

S

N

1 i

2 iA A

−

=

∑

1 N

C C

S

N

1 i

2 iB B

−

=

∑

=

Trong đó:

CA, CB: thành phần chất A và chất B trong hỗn hợp lý tưởng

1.3 Phương pháp trộn và chỉ tiêu đánh giá (tt)

CA, CB: thành phần chất A và chất B trong hỗn hợp lý tưởng

CiA, CiB: thành phần chất A và chất B trong hỗn hợp thực

N: số thể tích mẫu Vi

Kết luận

Khi SA, SB càng nhỏ thì càng gần với hỗn hợp lý tưởng,

nó phụ thuộc vào thời gian trộn, quan hệ đó biểu diễn trên hình (H17.1)

1.3 Phương pháp trộn và chỉ tiêu đánh giá

1.3 Phương pháp trộn và chỉ tiêu đánh giá (tt)

Với σe: độ lệch chuẩn lý thuyết (17 – 4)

n

C

e = σ

1.2 Các tính chất của vật liệu (tt)

Ngoài ra ta có thể dùng một đại lượng khác để đánh giá

mức độ trộn là “chỉ số trộn – I S”; (17 – 3)

S

IS = σe

Thay các biểu thức của công thức (17 – 2), (17 – 4) vào

1.3 Phương pháp trộn và chỉ tiêu đánh giá (tt)

Thay các biểu thức của công thức (17 – 2), (17 – 4) vào công thức (17 – 3) ta có:

n: số hạt trong một thể tích của hỗn hợp

∑

=

−

−

1 i

2 iA A

B

A S

n C

C

1 N

C

C I

Kết luận: Khi IS càng lớn thì càng gần với hỗn hợp lý tưởng, nó phụ thuộc vào thời gian trộn

1.4 Thời gian trộn

Hằng số trộn K: phụ thuộc vào độ sai lệch bình phương trung bình S, tính chất vật liệu trộn và cấu tạo máy trộn

) , H , d , D , S ( f

=

Giá trị K thường xác định bằng thực nghiệm, có thể chọn như sau:

• Máy trộn thùng quay: K = (200 ÷ 300)

• Máy trộn trục vít: K = (200 ÷ 300) với đường kính trục vít

dt = (0,90 ÷ 0,96).D và chiều dài trục vít L = (8 ÷ 10).D

• Máy trộn loại cánh: K = (300 ÷ 400) với đường kính cánh trộn d = (0,85 ÷ 0,95).D và chiều cao lớp vật liệu trong thùng trộn H = (0,7 ÷ 0,8).D

2 PHÂN LOẠI VÀ CẤU TẠO MÁY TRỘN

Ngày nay máy trộn vật liệu hạt được chia làm ba nhóm sau đây:

• Máy trộn thùng quay

• Máy trộn trục vít

• Máy trộn loại cánh

2 1 Máy trộn thùng quay

• Hình (H17 3) giới thiệu các loại thùng quay thường gặp

• Hình (H17 4a) là cấu tạo máy trộn thùng hình trụ đáy

bằng

• Hình (H17 4b) là máy trộn hình trụ đáy nón

2 1 Máy trộn thùng quay (tt)

2 1 Máy trộn thùng quay (tt)

2.2 Máy trộn trục vít

2.3 Máy trộn cánh

2.3 Máy trộn cánh (tt)

Hình (H17 10) mô tả máy trộn thùng quay có cánh đảo,

2.3 Máy trộn cánh (tt)

Hình (H17 11) mô tả cấu tạo máy trộn băng xoắn