Thông tin tài liệu
MỤC LỤC TRÍCH YẾU: 1.1 Mục đích thí nghiệm: 1.2 Phương pháp thí nghiệm: 1.3 Kết thí nghiệm: (sử dụng số liệu nhóm 5.2) LÝ THUYẾT THÍ NGHIỆM: .4 2.1 Nghiền: 2.2 Rây: 2.3 Trộn: DỤNG CỤ – THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM: 10 3.1 Thí nghiệm nghiền: 10 3.2 Thí nghiệm rây 10 3.3 Thí nghiệm trộn 10 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM: 11 4.1 Thí nghiệm nghiền: 11 4.2 Thí nghiệm rây: 11 4.3 Thí nghiệm trộn: 12 GIẢN ĐỒ : .13 5.1 Giản đồ Ji theo thời gian 13 5.2 Giản đồ Logn theo LogDpn 14 5.3 Giản đồ phân phối tích luỹ phân phối kích thước vật liệu rây 15 5.4 Giản đồ số trộn theo thời gian 16 BÀN LUẬN: 17 6.1 Sự thích nghi định luật Bond để tiên đốn cơng suất nghiền 17 6.2 Nhận xét hiệu suất rây nghiền đo Giải thích sai biệt 17 6.3 Độ tin cậy kết yếu tố ảnh hưởng nhiều 18 6.4 Nhận xét cách lấy mẫu thí nghiệm trộn 18 6.5 Kết trộn: 19 PHỤ LỤC : .19 7.1 Tính tốn thí nghiệm nghiền: 19 7.2 Tính tốn thí nghiệm rây: 21 7.3 Tính tốn thí nghiệm trộn: 21 TÀI LIỆU THAM KHẢO : 21 Trang 1 TRÍCH YẾU: 1.1 Mục đích thí nghiệm: - Nghiền loại vật liệu, dựa vào kết rây xác định phân phối kích thước vật liệu sau nghiền, cơng suất tiêu thụ hiệu suất máy nghiền Rây vật liệu sau nghiền, xác định hiệu suất rây, dựng giản đồ phân phối tích lũy vật liệu sau nghiền, từ xác định kích thước vật liệu sau nghiền Trộn hai loại vật liệu để xác định số trộn thời điểm, xây dựng đồ thị số trộn theo thời gian để xác định số trộn thích hợp 1.2 Phương pháp thí nghiệm: 1.2.1 Thí nghiệm nghiền: - Bật máy cho chạy khơng tải để đo cường độ dòng điện khơng tải - Cho 200g gạo vào máy nghiền - Bật vít tải nhập liệu, đo cường độ dòng điện có tải cực đại - Đo thời gian cường độ dòng điện giảm trị số lúc không tải 1.2.2 Thí nghiệm rây: - Xác định hiệu suất rây rây có kích thước 0,2mm: rây 80g gạo nghiền lần, lần phút cân lượng gạo lọt qua rây lần - Xác định phân phối kích thước vật liệu: rây 80g gạo nghiền qua nhiều rây cân lượng gạo tích lũy rây 1.2.3 Thí nghiệm trộn: - Cho 1.5kg đậu xanh 3kg đậu nành vào máy - Bật máy trộn - Dừng máy thời điểm khác lấy mẫu thời điểm theo sơ đồ Đếm số hạt 1.3 Kết thí nghiệm: 1.3.1 Thí nghiệm nghiền: Khối lượng (g) 200 Cường độ dòng điện (A) Khơng tải Có tải 3,4 4,4 Thời gian nghiền (s) 24 1.3.2 Thí nghiệm rây: Xác định hiệu suất rây 0,2mm: khối lượng đem rây M = 80g Lần rây Thời gian (phút) 5 5 Khối lượng qua rây (g) 20,55 0,65 0,3 0,15 0,1 Trang Kết phân tích rây: khối lượng đem rây M = 80g Kích thước rây (mm) 0,425 0,315 0,2 0,16 Khối lượng rây (g) 27,3 6,7 9,2 9,2 1.3.3 Thí nghiệm trộn: Mẫu 5'' 30" N X N 192 51 15 48 133 26 13 217 56 262 33 298 54 29 57 67 72 115 36 62 105 60" X 43 35 10 67 25 78 34 23 120" N X N 76 106 115 119 106 46 96 113 98 87 44 105 27 56 61 55 113 99 109 97 121 90 108 83 300" X 82 65 51 86 70 85 87 57 N X 125 105 128 151 136 117 127 108 82 89 108 138 97 84 103 101 Nhận xét kết thí nghiệm: Kết thí nghiệm phần kết phân tích rây khơng hợp lý Những kết lại nhìn chung hợp lý LÝ THUYẾT THÍ NGHIỆM: 2.1 Nghiền: 2.1.1 Khái niệm: Quá trình đập nghiền vật liệu q trình vật liệu rắn cắt hay làm vỡ thành hạt nhỏ 2.1.2 Tiêu chuẩn trình nghiền: Một máy nghiền đập lý tưởng phải thỏa yêu cầu sau: - Năng suất lớn - Năng lượng tiêu tốn cho đơn vị sản phẩm nhỏ - Sản phẩm có kích thước đồng theo mong muốn Để nghiên cứu hoạt động trình nghiền, ta cần thiết lập mơ hình lý tưởng so sánh qua trình thực với lý tưởng Tuy nhiên, trình nghiền thực tế ln sai lệch lớn so với q trình lý tưởng mà lý thuyết khơng giải thích 2.1.3 Năng lượng tiêu tốn trình nghiền: Cơng cung cấp cho q trình nghiền tích trữ hạt vật liệu dạng ứng suất mà hạt phải chịu Khi ứng suất vượt giới hạn làm hạt vật liệu vỡ thành nhiều hạt nhỏ, làm tăng diện tích bề mặt riêng khối vật liệu Cơ tích trữ phần chuyển thành nhiệt phần làm tăng lượng bề mặt khối vật liệu 2.1.4 Tính hiệu suất nghiền: Phương trình vi phân chung biễu diễn qua hệ cơng suất nghiền đường kính vật liệu: Trang dD N d K n (1) D G N: Công suất tiêu thụ cho trình nghiền (W) G: Suất lượng vật liệu đem nghiền (kg/s) D: đường kính hạt vật liệu (mm) K:hằng số phụ thuộc tính chất hạt vật liệu, loại máy nghiền Lấy tích phân phương trình (1) với số mũ n khác nhau: a) Với n=2 ta thuyết bề mặt P R Rittinger : Công dùng cho q trình nghiền tỉ lệ thuận với diện tích bề mặt tạo thành sản phẩm nghiền: N K r (2) D G D p p Trong đó: Kr – số Rittinger Dp1 – kích thước ban đầu vật liệu (mm) Dp2 – kích thước sản phẩm (mm) Thuyết thích hợp cho nghiền mịn đặc biệt máy nghiền bi b) Với n=1 ta thuyết thể tích Kick : Công cần thiết để nghiền lượng vật liệu cho trước không đổi ứng với mức độ nghiền, bất chấp kích thước ban đầu vật liệu N K k lg i (3) G Trong D p1 i mức độ nghiền, i D p2 Kk số Kick Thuyết dùng trường hợp đập nghiền thô nghiền mịn va đập c) Với n=1.5 ta có định luật Bond số công : Công cần thiết để tạo nên hạt có đường kính D từ cục vật liệu ban đầu lớn tỉ lệ với 6 bậc hai tỉ số diện tích bề mặt – thể tích sản phẩm, S/V = Như vậy: D K N b (4) G D Năng lượng chi phí cho q trình nghiền để nghiền vật liệu có kích thước ban đầu D p1 thành sản phẩm có kích thước Dp2 là: N K b (5) D G D p1 p2 Nếu nghiền khơ N nhân với 60Wi Với Kb = 19Wi (6) 10 Trong đó: Kb – số Bond Wi – số công (kW.h/tấn vật liệu nghiền) Trang Chỉ số công Wi lượng lượng cần thiết để nghiền vật liệu có kích thước ban đầu lớn đến sản phẩm có 80% lọt qua rây 100 micron Chỉ số công phụ thuộc vào loại máy nghiền (các máy khác loại có Wi xấp xỉ nhau) vật liệu nghiền (các vật liệu khác có Wi khác nhau) Định luật dùng cho nghiền trung bình mịn Cơng suất nghiền: Trong thí nghiệm ta áp dụng định luật Bond (trong trường hợp nghiền khơ) để tính cơng suất nghiền: N 19Wi G (7) D D p2 p1 Hiệu suất nghiền: Công suất tiêu thụ cho động máy nghiền: P’ = U.I.cos Trong đó: U – điện (V) I – cường độ dòng điện sử dụng cho việc nghiền (A) cos - hệ số công suất Hiệu suất máy nghiền: N H 100% (8) P' 2.2 Rây: 2.2.1 Khái niệm Quá trình phân loại hỗn hợp vật liệu rời thành phần hạt có kích thước khác nhau, dựa vào khác kích thước, tác dụng lực học gọi trình rây Phương pháp phân loại rây phương pháp phổ biến đơn giản Nguyên tắc cho vật liệu qua hệ rây có kích thước lỗ xác định Các hạt có kích thước nhỏ lỗ rây lọt qua rây, hạt có kích thước lớn bị giữ lại bề mặt rây 2.2.2 Cách thực Có thể tiến hành theo cách: - Phân loại kích thước từ nhỏ đến lớn - Phân loại kích thước từ lớn đến nhỏ Đây kiểu phân loại áp dụng thí nghiệm 2.2.3 Phân tích rây Một rây lý tưởng phân loại hoàn toàn nhập liệu cho hạt nhỏ phần rây vừa lớn hạt lớn phần lọt qua rây Tức tất hạt có kích thước nhỏ lỗ rây qua rây Quá trình rây thực tế không cho ta phân loại tốt Ln có lượng hạt nhỏ lỗ rây khơng lọt qua rây có lượng hạt lớn kích thước lỗ rây lọt qua rây (trường hợp hạt dài) Trong thí nghiệm này, hạt gạo nghiền khơng có hình dạng dài nên ta giả thiết khơng có hạt lớn kích thước lỗ rây qua rây Phương trình biểu diễn đến phân phối kích thước hạt nhuyễn: Phương trình vi phân: d KD bp (9) dD p Trong đó: - khối lượng tích lũy kích thước Dp (g) Dp – kích thước rây (mm) Trang K, b – hai số biểu thị đặc tính phân phối khối hạt Lấy tích phân từ = 1 đến = 2 tương ứng với Dp = Dp1 Dp = Dp2 ta có: K b 1 (D p1 D bp 21 ) 2 - 1 = (10) b 1 Tổng quát ta xét rây thứ n rây thứ (n – 1) giả sử sử dụng rây tiêu chuẩn có D pn D pn r = số n = n - n-1 = K ( r b 1 1) b 1 D pn K ' D bpn1 b 1 (11) K (r b1 1) (12) b Hoặc: Logn = (b + 1)LogDpn + LogK’ (13) LogK’ (b + 1) xác định cách vẽ Logn – Log Dpn Từ suy K b 2.2.4 Hiệu suất rây: a) Công thức : J E 100 (14) Fa Trong đó: F: khối lượng vật liệu ban đầu cho vào rây (g) J: khối lượng vật liệu rây (g) a: tỉ số hạt lọt qua rây (%) Tích số F.a thí nghiệm xác định sau: - Đem rây khối lượng F vật liệu, khảo sát xác định J1 - Lấy vật liệu lại rây (F – J1) rây lại xác định J2, tiếp tục lấy vật liệu rây F – (J1 + J2) rây lại lần - Tổng số J1 + J2 + J3 + … tiệm cận đến F.a - Hiệu suất rây 100% J1 = F.a b) Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất rây : * Độ ẩm vật liệu rây: Độ ẩm vật liệu rây ảnh hưởng lớn đến trình rây Khi chuyển động bề mặt rây, hạt vật liệu va chạm vào nhau, độ ẩm cao chúng dễ dính vào làm tăng kích thước hạt khơng lọt qua rây Mặt khác, vật liệu ẩm dễ kết dính vào lỗ lưới, gây bít lỗ lưới rây Độ ẩm lý tưởng vật liệu để hiệu suất rây đạt cao 5% * Bề dày lớp vật liệu bề mặt rây: Chiều dày lớp vật liệu bề mặt rây ảnh hưởng đến hiệu suất rây Nếu lớp vật liệu dày lớp vật liệu nằm bề mặt khó xuống phía để tiếp xúc với bề mặt lưới rây lọt qua rây Có thể chọn chiều dày lớp vật liệu rây phụ thuộc vào kích thước vật liệu - Khi d < 5mm bề dày lớp vật liệu h = (10 15)d - Khi d = (5 50)mm h = (5 10)d - Khi d > 50mm h = (3 5)d * Kích thước vật liệu rây: Khi vật liệu chuyển động bề mặt lưới rây, có số hạt vật liệu nằm lọt lỗ lưới rây Để chúng khơng bít lỗ rây chuyển động ngồi cần phải tác dụng vào hạt vật liệu lực có giá trị thích hợp Giả thiết hạt vật liệu hình cầu, có đường kính 2r nằm lỗ lưới có kích thước 2R góc bít kín Để cho hạt vật liệu bật khỏi lỗ ta có điều kiện: Với: K’ = Trang a g tg Trong đó: a – gia tốc rây, m/s2 g – gia tốc trọng trường, m/s2 phụ thuộc vào tỉ số hai bán kính: r R sin * Mặt rây: Mặt rây phải phẳng hiệu suất rây cao * Hình dáng lỗ rây: Hình tròn hình oval hiệu suất cao hình dạng khác hiệu suất thấp 2.3 Trộn: 2.3.1 Khái niệm: Trộn trình tạo hỗn hợp đồng từ thành phần rắn (hay lỏng) khác tác dụng lực học Hỗn hợp đồng hỗn hợp vật liệu rời ta trộn hai hay nhiều chất rắn với hỗn hợp bột nhão, dẻo ta trộn chất rắn với chất lỏng Trong công nghiệp trộn giúp tăng cường q trình truyền nhiệt hay phản ứng chất rắn với chất khí, thí dụ q trình sấy, đốt quặng, polyme hóa chất dẻo, sản xuất chất xúc tác Q trình trộn dùng để tạo lớp áo bao quanh vật liệu sản xuất phẩm màu, thuốc nhuộm, dược phẩm, kẹo Đơi q trình trộn kết hợp với q trình nghiền nhỏ vật liệu Khi máy trộn có kết cấu chi tiết khác với máy trộn túy 2.3.2 Các tính chất ảnh hưởng đến trình trộn: 1- Sự phân phối cỡ hạt : Sự phân phối rộng cỡ hạt ảnh hưởng xấu đến trình trộn 2- Khối lượng riêng xốp : Khối lượng riêng xốp thay đổi trình trộn, giảm bọng khí khối hạt tăng rung động nén học 3- Khối lượng riêng vật liệu: Vật liệu đem trộn có khối lượng riêng khác xa ảnh hưởng xấu đến q trình trộn 4- Hình dạng hạt: Có thể có dạng phiến, hình trứng, khối lập phương, cầu, dĩa, thanh, sợi, tinh thể dạng 5- Đặc trưng bề mặt: Bao gồm diện tích bề mặt khuynh hướng tích điện Lực tĩnh điện có ảnh hưởng xấu tới trình trộn 6- Đặc trưng lưu chuyển: Đó góc nghiêng tự nhiên khả lưu chuyển Góc nghiêng tự nhiên lớn cho thấy khả lưu chuyển thấp 7- Tính dễ vỡ (dòn): tính dễ vỡ vụn vật liệu trình sử dụng Nếu vật liệu cần trộn mà khơng nghiền tính chất ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm trộn Ngoài tính chất mài mòn cùa vật liệu vật liệu khác có ảnh hưởng tương tự 8- Tính kết dính: Các hạt loại có khuynh hướng kết dính lại với cản trở q trình trộn 9- Độ ẩm vật liệu: Thường lượng nhỏ chất lỏng thêm vào để giảm bụi đáp ứng nhu cầu đặc biệt (chẳng hạn dầu cho mỹ phẩm) Hỗn hợp trạng thái khô dạng nhão 10- Khối lượng riêng: Độ nhớt sức căng bề mặt chất lỏng thêm vào nhiệt độ làm việc 11- Nhiệt độ giới hạn vật liệu: Phải ý đến biến đổi nhiệt độ xảy (như nhiệt phản ứng) Trước chọn lựa máy trộn cần xem xét kỹ tính chất vật liệu đem trộn Trang Trong máy trộn có năm q trình xảy ra: - Tạo lớp trượt với theo mặt phẳng - trộn cắt - Chuyển dịch nhóm hạt từ vị trí đến vị trí khác - trộn đối lưu - Thay đổi vị trí hạt riêng rẽ – trộn khuếch tán - Phân tán phân tử va đập vào thành thiết bị – trộn va đập - Biến dạng nghiền nhỏ phận - trộn nghiền Những chế trộn xảy riêng rẽ hay đồng thời với mức độ khác tùy thuộc vào loại máy trộn vật liệu trộn 2.3.3 Đánh giá mức độ trộn: Trộn khối lượng a chất A với khối lượng b chất B để tạo thành hỗn hợp đồng AB thành phần chất A B hỗn hợp là: a b CA C B (15) a b a b Trong hỗn hợp lý tưởng, CA CB phần thể tích Hỗn hợp lý tưởng đạt thời gian trộn tiến tới vô khơng có yếu tố chống lại q trình trộn Trong thực tế thời gian trộn bị giới hạn, hỗn hợp thực thành phần C A CB phần thể tích khác hỗn hợp khác Nếu khác hỗn hợp gần với hỗn hợp lý tưởng Đối với trình thực ta đánh giá mức độ trộn qua đại lượng sau: a) Độ sai lệch bình phương trung bình : Nếu phần thể tích Vi hỗn hợp thực có thành phần chất A CiA chất B CiB, lúc “độ sai lệch bình phương trung bình” hỗn hợp thực là: N (C A i 1 sA (16) N1 N sB C iA ) (C B C iB ) i 1 (17) N1 Với CA, CB : thành phần A B hỗn hợp lý tưởng N – số thể tích mẫu Vi Gía trị sA sB giảm dần theo thời gian trộn đến giá trị cực tiểu sA sB nhỏ mức độ đồng hỗn hợp cao (càng gần với hỗn hợp lý tưởng) b) Chỉ số trộn : Is = e (18) s Với e : độ lệch chuẩn lý thuyết C AC B n e Is (19) C A C B ( N 1) N n (C A C iA ) i 1 Với n : số hạt thể tích mẫu hỗn hợp Trang (20) IS lớn mức độ đồng hỗn hợp trộn cao Các lực chống lại trình trộn thường lực tĩnh điện, ln ln diện q trình trộn bột khơ có ảnh hưởng đáng kể Lực có khuynh hướng chống lại q trình trộn hồn tồn, thời gian trộn q lâu, q trình ngược lại, vật liệu khác có khuynh hướng tách rời vật liệu loại kết dính lại làm giảm mức độ trộn DỤNG CỤ – THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM: 3.1 Thí nghiệm nghiền: - Máy nghiền: Trong thí nghiệm ta sử dụng máy nghiền mịn loại búa đúc nạp liệu chiều trục Máy hoạt động sau: Vít tải chuyển gạo vào phận nghiền Hạt gạo nghiền nhỏ va đập búa vào hạt chà xát hạt búa thành máy Các hạt gạo sau nghiền có kích thước nhỏ lỗ lưới phân loại ngồi, hạt có kích thước lớn lỗ lưới phân loại tiếp tục nghiền - Ampere kế đo cường độ dòng điện - Đồng hồ đo thời gian nghiền - Cân để cân gạo 3.2 Thí nghiệm rây - Máy rây: Gồm có lưới rây: 0.425mm, 0.315mm, 0.2mm, 0.16mm đồ hứng vật liệu xếp theo thứ tự từ xuống Các rây đồ hứng giữ chặt tay vịnh liên kết với phận rung Sự rung động tạo thành nhờ đối trọng quay lệch tâm Khi trục quay đối trọng gây nên lực quán tính làm cho hệ thống rây chuyển động lắc mặt phẳng ngang - Thì kế để điều chỉnh thời gian rây - Cân kỹ thuật 3.3 Thí nghiệm trộn - Máy trộn: Sử dụng máy trộn thùng quay, hình tru, hoạt động gián đoạn Thùng chứa vật liệu đặt trên gối đỡ gắn với trục Khi trục quay, ma sát thùng gối đỡ nên thùng quay theo Trên thùng có cửa để nhập, tháo, lấy mẫu vật liệu Khi thùng quay, tác dụng lực ly tâm, vật liệu thùng nâng lên rơi xuống tạo đảo trộn khối vật liệu Ưu điểm máy trộn thùng quay có cấu tạo đơn giản, suất lớn Nhưng có nhược điểm vật liệu dập nát trộn - Thì kế để xác định thời gian trộn - Cân để cân vật liệu KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM: 4.1 Thí nghiệm nghiền: Công suất tiêu thụ cho động máy máy nghiền có tải: Pcó tải = U.I.cos =220 x 4,4 x 0,8 = 774,4 (W) Công suất tiêu thụ cho động máy máy nghiền không tải: Pkhông tải = U.I.cos =220 x 3.2 x 0,8 = 598,4 (W) Trang Công suất tiêu thụ cho động nghiền vật liệu: P = Pcó tải - Pkhông tải = 774,4 – 598,4 = 176 (W) Công suất nghiền vật liệu: N= 176.3 (W) Với: Wi = 13 Kw.h/tấn G = (200x10-6x60) /52 = 23.10-5(tấn gạo/phút) Dp1, Dp2: kích thước hạt gạo trước sau nghiền Dp1 = mm Dp2 = 0.1086 mm Hiệu suất máy nghiền: H = 41.74% 4.2 Thí nghiệm rây: 4.2.1 Xác định hiệu suất rây 0.2mm: Lần rây Thời gian (phút) Khối lượng qua rây Ji (g) 20,55 0,65 0,3 0,15 5 0,1 Tích số F.a = 21,75(g) Khối lượng vật liệu lọt qua rây lần rây : J1= 20.55(g) Hiệu suất rây: E = 94,48% 4.2.2 Kết phân tích rây: Kích thước rây (mm) Khối lượng rây (g) 0,425 0,315 0,2 0,16 27,3 6,7 9,2 9,2 Dpn 0,425 0,315 0,2 0,16 Phần khối Khối lượng tích lượng lũy (g) rây n 0,3413 27,3 0,0838 34 0,1150 43,2 0,1150 52,4 LogDpn n -0,37161 0,3413 -0,50169 0,0838 -0,69897 0,1150 -0,79588 0,1150 Ji (g) 20,55 21,2 21,5 21,65 21,75 Phần khối lượng tích lũy 0,341 0,425 0,540 0,655 Log n -0,46693 -0,93479 -2,16115 -0,64054 4.3 Thí nghiệm trộn: Gọi A đậu nành B đậu xanh Giả sử khối lượng hạt đậu xanh đậu nành gần nên thành phần theo số hạt gần với thành phần khối lượng CA = 0.66666 CB = 0.33333 Trang 10 Mẫu A 124 141 82 155 127 117 179 75 B 98 36 260 11 142 164 57 284 Mẫu A B 109 133 116 122 116 111 121 63 126 45 175 55 108 174 75 243 Mẫu A B 76 106 115 119 106 46 96 113 98 87 44 105 27 56 61 55 Mẫu A B 113 99 109 97 121 90 108 83 82 65 51 86 70 85 87 57 CiA Dừng máy thời điểm 5" (CiA – CA)2 (CiA – CA)2 0,558 0,797 0,239 0,934 0,472 0,416 0,758 0,208 0,012 0,017 0,182 0,072 0,038 0,062 0,008 0,209 0,041 0,006 0,071 0,0005 0,021 0,076 0,002 0,212 0,4295 Dừng máy thời điểm 60" CiA (CiA – CA)2 (CiA – CA)2 0,437 0,052 0,549 0,014 0,723 0,003 0,531 0,018 0,153 0,797 0,017 0,451 0,046 0,611 0,003 0,672 0,00003 Dừng máy thời điểm 120" CiA (CiA – CA)2 (CiA – CA)2 0,579 0,007 0,604 0,004 0,681 0,0002 0,53 0,018 0,0702 0,634 0,001 0,514 0,023 0,554 0,012 0,593 0,005 Trang 11 IS 0,038 0,6 Dừng máy thời điểm 30" CiA (CiA – CA)2 (CiA – CA)2 0,464 0,747 0,399 0,689 0,518 0,389 0,617 0,206 n 2052 n IS 0,0464 1892 n IS 0,0936 1310 n IS 1403 0,1335 Mẫu A B 125 105 128 151 136 117 127 108 82 89 108 138 97 84 103 101 CiA 0,604 0,541 0,542 0,522 0,584 0,582 0,552 0,516 Tại thời điểm 300" (CiA – CA)2 (CiA – CA)2 0,004 0,016 0,015 0,02 0,104 0,006 0,007 0,013 0,022 n IS 0,0968 1799 Sau xây dựng giản đồ số trộn theo thời gian, ta thấy thời gian trộn thích hợp để đạt số trộn cao t = 120s, Is 0,1335 GIẢN ĐỒ : 5.1 Giản đồ Ji theo thời gian Trang 12 5.2 Giản đồ Log n theo LogDpn Trang 13 5.3 Giản đồ phân phối tích luỹ phân phối kích thước vật liệu rây 5.4 Giản đồ số trộn theo thời gian Dựa vào đồ thị thời gian trộn thích hợp là120s với số trộn tối ưu IS = 0,1335 Trang 14 BÀN LUẬN: 6.1 Sự thích nghi định luật Bond để tiên đốn cơng suất nghiền Dựa vào phần “Các thuyết nghiền” đ trình by phần 2.1.2, ta thấy rằng: Thuyết bề mặt P R Rittinger: áp dụng đắn điều kiện lượng cung cấp cho đơn vị khối lượng chất rắn không lớn dùng để ước tính cho q trình nghiền thực với K r xác định thực nghiệm máy nghiền cng loại với my nghiền thực Vì cĩ điều kiện ràng buộc lượng việc xác định hệ số Kr phức tạp phải xác định hệ số ứng với loại vật liệu loại máy nghiền xác định, thuyết khơng có tính thực tế cao việc tiên đốn cơng suất nghiền Thuyết thể tích Kick: dựa sở thuyết phân tích ứng suất biến dạng dẻo giới hạn đàn hồi Thuyết khơng có giá trị thực tế cao việc xác định số Kk kh phức tạp Định luật Bond định luật có tính thực tế so với định luật Kick định luật Rittinger việc ước tính cơng suất nghiền Vì: - Chỉ số cơng Wi đ bao gồm ma st my nghiền v cơng suất tính theo (5) l cơng suất trn trục my nghiền - Đồng thời có giá trị sai khác khơng nhiều tính cơng suất cho máy nghiền khác loại dùng cho trình nghiền khơ lẫn nghiền ướt Cho nên, định luật thuận tiện cho việc tính tốn Định luật Bond sử dụng kích thước hạt sau nghiền kích thước lỗ rây có 80% vật liệu sau nghiền lọt qua, tức Bond đ xem cc hạt vật liệu sau nghiền luơn cĩ tỉ lệ cho kích thước trung bình chng băng kích thước nói Giả thuyết xem chưa hợp lý sau nghiền cc hạt cĩ kích thước khơng đồng tỉ lệ hạt không định luật Bond đ giả sử Để tìm kích thước này, ta cần biết phân phối cỡ hạt vật liệu tức phải thông qua thí nghiệm phân tích rây tính công suất nghiền 6.2 Nhận xét hiệu suất rây nghiền đo Giải thích sai biệt * Hiệu suất rây: E = 95.2% Hiệu suất rây cao vì: - Độ ẩm vật liệu thấp, thuận lợi cho trình rây - Bề dày lớp vật liệu rây vừa phải - Do bề mặt rây phẳng, thuận lợi cho trình rây * Hiệu suất nghiền: H = 41.74% Hiệu suất nghiền đo khơng cao vì: - Ngun nhân khách quan: Do thân máy nghiền có hiệu suất khơng cao Kết phân tích rây khơng xác dẫn đến xác định kích thước hạt sau nghiền khơng xác Cường độ dòng điện giảm dần lúc nghiền nên lẽ tính cơng suất tiêu thụ phải tính tích phân I2 P dP U cos dI I1 Với I1 I2 dòng điện khơng tải có tải cực đại Nhưng để đơn giản ta dùng P=U(I2 –I1)cosư Lưới rây có vài lỗ thủng giữa, phải bít lại băng keo nên vị trí vật liệu khơng lọt qua Trang 15 - Nguyên nhân chủ quan: o Do khối lượng vật liệu đem cân chưa xác o Do bấm thời gian chưa xác o Do trình cân sau rây vật liệu Vì vật liệu lúc dễ bay môi trường xung quanh bám nhiều bề mặt rây khơng lấy o Khối lượng rây , để từ vẽ đồ thị tính Dp2 o Sai số trình vẽ đồ thị 6.3 Độ tin cậy kết yếu tố ảnh hưởng nhiều * Kết rây: Độ tin cậy kết rây khơng cao Mặc dù có số yếu tố ảnh làm giảm sai số : - Độ ẩm vật liệu rây thấp - Bề dày lớp vật liệu bề mặt rây vừa phải - Bề mặt rây phẳng Nhưng số yếu tố làm giảm độ tin cậy kết như: Vật liệu mịn dễ bay vào không khí - Việc ước lượng J.a giản đồ chưa xác tuyệt đối - Việc tính tốn phức tạp gây nên nhiều sai số Đặc biệt, hệ rây sử dụng hệ rây tiêu chuẩn nên tỉ lệ Dpn-1/Dpn số - Rây bị thủng nên sai số lớn - Giản đồ Logn theo LogDpn khơng xác * Kết nghiền: Độ tin cậy kết rây thấp dẫn đến độ tin cậy kết nghiền thấp 6.4 Nhận xét cách lấy mẫu thí nghiệm trộn Tại thời điểm ta lấy mẫu theo sơ đồ: Cách lấy mẫu vị trí đảm bảo khảo sát hết tồn khối hạt, làm cho mẫu lấy có tính đặc trưng kết có độ xác cao Bởi q trình trộn khơng phải vị trí có phân bố hạt nhau, ta phải lấy nhiều vị trí để tính trung bình Tuy nhiên mẫu lấy nằm bề mặt khối hạt Nếu có điều kiện nên lấy thêm số mẫu bên lòng khối hạt kết xác Ngoài ra, số lượng mẫu lấy mẫu lần lấy, mẫu mẫu lấy nắm tay nên phần mẫu chiếm tỉ lệ đáng kể so với toàn khối hạt Sau đếm số lượng hạt ta lại đổ vào thùng trộn, vơ tình làm thay đổi phân bố hạt Anh hưởng không đáng kể lượng vật liệu ban đầu đem trộn lớn Bên cạnh đó, ta phải lấy mẫu thời điểm khác để khảo sát thay đổi số trộn theo thời gian Từ tìm thời điểm mà khối hạt đạt số trộn cao Đó thời gian mà ta nên tiến hành trộn khối hạt để đạt độ đồng cao 6.5 Kết trộn: Độ tin cậy kết trộn chấp nhận Các yếu tố ảnh hưởng nhiều đến kết trộn: - Sự phân phối cỡ hạt: hạt đậu xanh đậu nành có kích thước sai lệch nhiều nên ảnh hưởng xấu đến trình trộn Trang 16 - Thời gian trộn: xác định kế (bấm tay) nên có sai số Nhưng sai số khơng đáng kể Khối lượng riêng vật liệu: đậu xanh đậu nành có khối lượng riêng xấp xỉ nên có tác động tốt trình trộn Tính dễ vỡ (dòn): đậu xanh đậu nành khơng có tính chất dễ vỡ vụn nên q trình trộn diễn dễ dàng Mẫu lấy nhiều vị trí (theo sơ đồ) nên đảm bảo tính đặc trưng mẫu lấy, làm tăng độ xác kết Người đếm hạt có sai số q trình đếm, mẫu lấy khơng đồng PHỤ LỤC : 7.1 Tính tốn thí nghiệm nghiền: Xác định đường kính tương đương hạt gạo: Hạt gạo trước nghiền: Dài: h = mm Đường kính: d = 1,5 mm Giả thiết hạt gạo trước nghiền có dạng hình trụ tròn xoay nên: - Thể tích hạt gạo: V = (d2/4).h = (1.52/4) x - Diện tích bề mặt hạt gạo: S = dh + d2/4 = x 1.5 x + x 1.52/4 Để xác định kích thước hạt người ta dùng khái niệm “đường kính tương đương”, đường kính hạt hình cầu có tỉ số diện tích bề mặt với thể tích Do đường kính tương đương hạt gạo trước nghiền là: Dp1 = V (1.5 /4) 6 6 2mm S 1.5 6 1.5 / Xác định Dp2: Theo kết phân tích rây, mối quan hệ kích thước hạt vật liệu phần khối lượng tích lũy rây là: 0.433 0.0041 D p 0.00121 Theo định luật Bond, vật liêu sau nghiền có 80% qua rây, tức tích lũy lại rây 20% => = 0.2 0.433 0.433 0.0041 0.2 0.0041 D p 0.1086mm 0.00121 0.00121 Vậy Dp2 = 0.1086mm Tính cơng suất nghiền: Cơng suất để nghiền vật liệu (nghiền khơ) có kích thước Dp1 đến kích thước Dp2 là: 1 N = 19Wi G D D p p 1 23 10 = 19 13 2 0.1086 = 0.1763KW = 176.3 W Trang 17 Tính hiệu suất máy nghiền: H N 176.3 100% 100% 41.74% P 422.4 Giản đồ Logn theo LogDpn: Phương trình đường thẳng: Logn= (b+1)LogDpn + logK’ Dựa vào giản đồ 2, đường thẳng nội suy có hệ số góc tung độ góc ứng với (b+1) logK’ b 2.3108 b 3.3108 3.0796 8.325 * 10 LogK ' 3.0796 K ' 10 K (r b1 1) b D pn 0.5 1.66 Với: r = D pn 0.3 Mà: K’= K ' (b 1) 10 3.0796 ( 2.3108) = 0.002788 (r b 1 1) (1.66 2.3108 1) Giản đồ phân phối tích lũy phân phối kích thước vật liệu rây: d KD bp Phương trình vi phân: dD p Suy ra: K = b p d K D dD p K b 1 0.002788 b 1 Dp C D p C 0.00121D p 2.3108 C b 1 2.3108 Khi Dp = 0.5 = 0.0019 C = -0.0041 = 0.0041 2.3108 0.0041 D p 0.00121D p 0.00121 0.433 7.2 Tính tốn thí nghiệm rây: Dựa vào giản đồ Ji theo số lần rây Đường cong tiệm cận đến đường thẳng Ji = 72.85 Nên: F.a = 72.85 Tính hiệu suất rây: J 69.35 E 100 100% 95.2% Fa 72.85 7.3 Tính tốn thí nghiệm trộn: Giả sử khối lượng hạt đậu xanh đậu nành gần nên thành phần theo số hạt gần với thành phần khối lượng Thành phần chất A B hỗn hợp lý tưởng là: a CA 0.66667 a b 1.5 CB = – CA = 0.33333 Chỉ số trộn: Is C A C B (N 1) N n. (C A C iA )2 i 1 Trang 18 Trong đó: N – số thể tích mẫu Vi ,N = n – số hạt trường hợp trộn vật liệu rời TÀI LIỆU THAM KHẢO : [1] Vũ Bá Minh – Hoàng Minh Nam, “Quá trình Thiết bị Cơng Nghệ Hóa Học – Tập 2: Cơ học vật liệu rời”, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 1998 Trang 19
Ngày đăng: 22/03/2018, 23:06
Xem thêm:
