Sau khi phân tích hệ khí động trong khe hở làm kín, ta rút ra kết luận và các ngun tắc cơ bản trong tính tốn hệ thống làm kín bằng tăng áp nh− sau: a. Tính tốn hệ thống làm kín phải đảm bảo điều kiện cơ bản của nguyên lý làm kín bằng ph−ơng pháp tăng áp, có nghĩa là đảm bảo điều kiện chênh áp (3.1). Đối với máy nghiền đứng, do bánh nghiền bố trí nghiêng so với ph−ơng thẳng đứng và mơi tr−ờng ngồi khoang ổ là mơi tr−ờng khí động nên cịn phải đảm bảo vận tốc dịng khí làm khí trong khe hở phải lớn hơn vận tốc nâng các hạt vật liệu nghiền lên vùng phân ly (thành phần trực diện với khe hở).
b. Hiệu quả làm kín của hệ thống phụ thuộc vào tính ổn định của dịng khí qua khe hở. Theo phân tích trên thì để dịng trong khe ổn định, kết cấu làm kín phải thoả mãn một trong hai điều kiện:
ắ Kết cấu làm kín đảm bảo điều kiện: Ω2R22 > Ω1R12
(3.18). Khi đó dịng trong khe hở sẽ ổn định với mọi giá trị của số Reynol. Có nghĩa là với kết cấu làm kín dạng vành ngồi quay (Ω2> 0), vành trong đứng im (Ω1 = 0) (xem hình 3.2b) sẽ tạo dịng ln ổn định vì luôn thoả mãn điều kiện Ω2R22 > Ω1R12. Điều đó có nghĩa là nếu ta chọn dạng kết cấu này thì điều kiện tạo dịng trong khe ổn định mặc nhiên đ−ợc thoả mãn, khi đó việc chọn giá trị khe hở
δ lớn hay nhỏ chỉ nhằm đảm bảo việc sử dụng năng l−ợng tối −u.
Điều kiện (3.18) ta gọi là điều kiện tạo dòng ổn định tuyệt đối. Riêng đối với máy nghiền đứng do môi tr−ờng bên ngồi khe hở là buồng nghiền nên khơng nên chọn khe hở δ quá lớn có thể ảnh h−ởng tới mơi tr−ờng khí động trong buồng nghiền do l−u l−ợng dòng qua khe lớn.
ắ Tr−ờng hợp điều kiện (3.18) khơng đ−ợc đảm bảo thì giá trị khe hở làm kín phải đảm bảo điều kiện khe hở hẹp: δ << R (3.19). Nh− vậy giá trị của khe hở δ đ−ợc coi là hẹp hay không phụ thuộc vào
đ−ờng kính trung bình của hai hình trụ quay (đ−ờng kính trong và ngồi của các vành làm kín). Điều kiện (3.19) ta gọi là điều kiện ổn định dòng t−ơng đối. Để cú thể chọn được δ lớn, tạo được ỏp
suất, lưu lượng dũng trong khe lớn, tăng hiệu quả làm kớn và làm mỏt ổ, đồng thời giảm được tổn thất khớ động mà dũng trong khe vẫn ổn định, cần chọn đường kớnh trung bỡnh lớn nhất cú thể để cú thể chọn được δ lớn. Trường hợp khụng gian bị hạn chế, yờu cầu kết cấu làm kớn cú kớch thước nhỏ gọn ta bắt buộc phải chọn kết cấu theo hỡnh 3.2a thỡ điều kiện (3.19) là điều kiện bắt buộc để đảm bảo dũng khớ trong khe hở làm kớn ổn định, nhằm đảm bảo
HTLK đạt được hiệu quả làm kớn tốt nhất.
c. Việc xác định chiều rộng khe hở làm kín δ cịn phải đảm bảo khi ổ trục chịu tải lớn bị biến dạng, khe hở δ lúc đó khơng đồng đều nh−ng khe hở min phải lớn hơn giá trị độ biến dạng của trục, hay khe hở làm kín phải đảm bảo điều kiện khe hở biến dạng trong HTLK (3.9). Chiều dài khe hở
cũng được cõn nhắc cho phự hợp, khụng nờn quỏ ngắn hoặc quỏ dài. Nếu quỏ ngắn thỡ giảm được tổn thất ỏp suất trong khe nhưng dũng trong khe
sẽ khụng kịp ổn định khi đi qua khe hẹp, cũn quỏ dài thỡ sẽ tăng tổn thất ỏp suất trong khe.
d. Tính tốn tổn thất áp suất tồn phần của hệ thống làm kín theo kết cấu của cơ cấu làm kín cơ khí và hệ đ−ờng ống. Hệ thống làm kín phải đ−ợc thiết kế theo nguyên tắc thiết kế hệ thống khí động nói chung: Tạo đ−ợc dịng chảy trong hệ thống ổn định ở mức tối đa, tổn thất áp suất của toàn hệ thống là nhỏ nhất, đạt hiệu suất sử dụng năng l−ợng tối −u. Tổn thất áp suất trên toàn hệ thống là tổng các tổn thất áp suất từng phần, trong đó tổn thất áp suất từng thành phần là tổng các tổn thất do ma sát và tổn thất áp suất cục bộ.
∆PHT = Σ ∆Pi (3.20)
Trong đó : ∆Pms = R.l (3.22) R = ϕ γ g v F U 2 2 , kG/m2/m
R là áp suất do ma sát trên 1m ống dẫn (phụ lục 3, tài liệu 4).
ϕ là hệ số không thứ nguyên.
U là chu vi −ớt của tiết diện ống, m. F là diện tích mặt cắt ngang ống, m2.
v là vận tốc trung bình của chất lỏng (khí) trong ống, m/s. g là gia tốc trọng tr−ờng, m/s2.
l là chiều dài đoạn ống, m.
γ là trọng l−ợng đơn vị của chất lỏng (khí) trong ống, kG/m3
. Và ∆Pcb = ξ γ g v 2 2 , kG/m2 (3.23)
ξ là hệ số sức cản cục bộ, phụ thuộc vào hình dạng và kích th−ớc của
ch−ớng ngại vật (th−ờng đ−ợc xác định bằng thực nghiệm, tra phụ lục 4 tài liệu 4).
e. Qua khe hở δ có thể sẽ xuất hiện dòng khuếch tán hoặc sự khuếch tán của các hạt lơ lửng trong buồng nghiền, nên để tăng hiệu quả làm kín cần kết hợp với làm kín bằng vịng bít.
f. Cần chú ý chọn l−u l−ợng dịng khí qua khe hở lớn thích hợp để cú tỏc
dụng làm giảm nhiệt độ trong khoang ổ, giúp cho vịng bít và chất bơi trơn
ổ không bị hỏng, tăng c−ờng khả năng bôi trơn, tăng c−ờng tuổi thọ của ổ,
nhưng không làm ảnh h−ởng tới môi tr−ờng phân ly trong buồng nghiền.
g. Khi tính tốn tổn thất áp suất, l−u l−ợng trong tồn hệ thống để tính cơng suất điện tiêu thụ, l−u l−ợng của hệ thống là l−u l−ợng qua khe hở có tính đến biến dạng trục (khe hở không đồng tâm). Việc chọn quạt phải đảm bảo điều kiện về l−u l−ợng và chiều cao cột áp :
QQ > QHT (3.24)
Như vậy hiệu suất sử dụng quạt sẽ là lớn nhất khi QHT và ∆PHT đều xấp xỉ lưu lượng và cột ỏp của quạt. Kết cấu làm kớn rất phức tạp nờn gõy ra tổn thất ỏp suất hệ thống lớn, cũn lưu lượng thường nhỏ do diện tớch khe hở khụng quỏ lớn, vỡ vậy cần chọn khe hở sao cho lưu lượng của hệ thống là lớn nhất cú thể và thiết kế hệ thống làm kớn sao cho tổn thất ỏp trong hệ thống là nhỏ nhất (vẫn đảm bảo cỏc điều kiện dũng ổn định), như vậy sẽ đạt được hiệu suất sử dụng quạt lớn nhất.
Công suất động cơ quạt cho hệ thống làm kín đ−ợc xác định theo cơng thức: NQ = k Q Q QH Q η 102 , Kw (3.26)
Trong đó: QQ l−u l−ợng của quạt.
HQ chiều cao cốt áp của quạt.
ηQ hiệu suất, phụ thuộc loại quạt k là hệ số dự trữ ( k = 1.1 ữ 1.3 ).
Ch−ơng IV
thiết kế và chế tạo mơ hình.
Khảo nghiệm hệ thống và đánh giá kết quả