авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 |

Исследование процесса измельчения сухих и влажных материалов и разработка мельниц ударного действия

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Ваганов Фёдор Андреевич

Исследование процесса измельчения

сухих и влажных материалов

и разработка мельниц ударного действия

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени

кандидата технических наук

специальность 05.02.13 – Машины, агрегаты и процессы (строительство)

Иваново 2010

Работа выполнена в ГОУВПО «Ивановский государственный архитектурно-строительный университет».

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Гуюмджян Перч Погосович ГОУВПО «Ивановский государственный архитектурно-строительный университент»
Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Шувалов Сергей Ильич ГОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет»
доктор технических наук, профессор Лапшин Владимир Борисович ГОУВПО «Ивановская государственная сельскохозяйственная академия»
Ведущая организация: ГОУВПО «Ивановский государственный химико-технологический университет», г. Иваново

Защита состоится 24 декабря 2010 г. в 10 часов на заседании объединённого совета по защите докторских и кандидатских диссертаций ДМ 212.062.01 при ГОУВПО «Ивановский государственный архитектурно-строительный университет» по адресу: 153037, г. Иваново, ул. 8 марта, 20, ауд. Г-204 ( http://www.igasu.ru ).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО Ивановского государственного архитектурно-строительного университета.

Автореферат разослан «____» ноября 2010 г.

Учёный секретарь

диссертационного Совета,

к.т.н., доцент Заянчуковская Н.В.

Актуальность работы:

Техника и технология измельчения сухих и влажных материалов на протяжении своего развития была и остаётся объектом пристального внимания многих специалистов и учёных. Их теоретические и прикладные работы направлены по пути дальнейшего совершенствования измельчителей, позволяющих получать высокодисперсные порошки нужного гранулометрического состава. Чаще всего, когда выбирается технологическая линия производства дисперсных строительных материалов и вяжущих веществ, тип помольной машины определяется с учётом достигаемой тонкости порошка. При измельчении влажных материалов влияние свободной капиллярной влаги на процесс получения тонкодисперсных порошков практически не учитывается.

Результаты, полученные при разрушении одиночных частиц горных пород, позволяют определить вероятностную и распределительную функции процесса. Однако, во многих случаях при описании этих функций, не учитывается наличие в материале влаги, а также её влияние на процесс разрушения и гранулометрический состав полученных осколков. Вопросы влияния влаги на процесс разрушения влажных материалов мало изучены и нуждаются в дальнейших исследованиях.

Поэтому исследования в области разработки теории и экспериментальных данных по разрушению, как одиночных частиц, так и коллектива, содержащих в своём составе свободную воду, являются весьма актуальными.

Цель работы:

Исследование процесса ударного дробления одиночных частиц сухих и влажных горных пород различной крупности, получение математических зависимостей для расчёта вероятности разрушения, распределительной функции полученных осколков, а также в изучении гидродинамики движения воздушного потока в одноступенчатой и многоступенчатых мельницах ударного и ударно-отражательного действия.

Основными задачами исследования являются:

  • проведение экспериментальных исследований процесса измельчения сухих и влажных материалов с целью получения конечного продукта нужного гранулометрического состава и конечной влажности;
  • теоретические и экспериментальные исследования процесса разрушения одиночных частиц сухих и влажных горных пород, определение вероятностной и распределительной функций продуктов при ударе;
  • теоретическое обоснование выбора основных конструктивных параметров измельчителя на основе исследования процесса разрушения одиночных частиц горных пород с различными физическими характеристиками и количеством свободной влаги;
  • экспериментальные исследования движения диспергируемого материала внутри измельчителя ударно-отражательного действия с определением степени износа рабочих элементов, их надёжности и долговечности;
  • разработка новых мельниц комбинированного действия для измельчения сухих и влажных материалов.

Научная новизна:

На основании изучения закономерностей разрушения одиночных частиц горных пород была установлена скорость начала разрушения, как сухих, так и влажных материалов.

Предложена математическая модель вероятности разрушения частиц с учётом скорости нагружения и скорости начала разрушения.

Изучено влияние и получены зависимости для определения гранулометрических характеристик сухих и влажных материалов от скорости нагружения и скорости начала разрушения.

Практическая значимость работы состоит в следующем:

Разработаны принципиально новые конструкции измельчителей комбинированного действия с учётом физико-механических свойств материала и характеристик мельниц, которые внедрены на предприятиях г. Иваново.

Апробация результатов работы:

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных и вузовских научно-технических конференциях: XIV, XV международная научно-техническая конференция «Информационная среда вуза» (Иваново 2007, 2008), международная конференция «Энергосберегающие технологии и оборудование экологической безопасности производства» (ИГЭУ, Иваново 2006).

Диссертационная работа выполнена в Ивановском государственном архитектурно-строительном университете в соответствии с координационным планом НИР РАН. «Теоретические основы химической технологии» - разделы /2.27.1..2, 2.27.10/., постановлением правительства РФ № 1414 от 23.11.1996 г., а также планом госбюджетных и договорных НИР ИГАСУ (1998 – 2008 гг.).

Публикации:

По теме диссертационной работы опубликовано 14 печатных работ, в том числе в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, определённых ВАК – 1.

Структура и объём диссертации:

Диссертационная работа общим объёмом 162 страницы, состоит из введения, 4 глав, выводов и приложений, включает 52 рисунка, 4 таблицы. Список используемых источников содержит 164 наименования.

Содержание работы:

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы основные задачи исследования, дана научная новизна и практическая значимость, а также основные вопросы, выносимые на защиту.

В первой главе представлен анализ существующих конструкций измельчителей ударного и ударно-отражательного действия, используемых для тонкого и сверхтонкого диспергирования различных по твёрдости материалов. Рассмотрены теоретические и экспериментальные работы в области разрушения одиночных частиц горных пород под действием ударных нагрузок. Установлено, что характер движения ударной волны зависит от напряжённого состояния хрупкого материала, подвергаемого динамическому нагружению. Затронуты вопросы влияния влажности материала и её количественных характеристик на эффективность измельчения, на гранулометрический состав полученных после дробления осколков и на энергозатраты.

На основании анализа литературных источников отечественных и зарубежных авторов сформулированы основные задачи исследований.

Вторая глава посвящена теоретическим и экспериментальным исследованиям процесса разрушения одиночных частиц различных горных пород ударом, в которых содержится влага. Разработана экспериментальная установка для разрушения материалов, представляющая собой центробежный ускоритель роторного типа.

Разрушению подвергались материалы с начальным размером 7ч10 мм, 5ч3 мм, 0,5ч0,1 мм. Для установок, в которых реализуется ударный способ разрушения, вероятность его зависит от скорости удара, от механических свойств самого материала и от размера частиц. Вероятность может быть описана нормально-логарифмическим законом или уравнением Вейбула. Во многих работах, посвящённых проблеме разрушения хрупких материалов обычно используют безразмерный комплекс , как отношение начальной скорости нагружения к скорости 50% вероятности разрушения. Результаты экспериментальных исследований процесса разрушения одиночных частиц, как сухих, так и влажных горных пород показали, что зависимость вероятности разрушения от безразмерного комплекса для многих материалов имеет вид, представленный на рис. 1, 2.

Рис. 1. Влияние V/Vкр на вероятность разрушения (материал мел) Рис. 2. Влияние V/Vкр на вероятность разрушения (материал известняк)

Вероятность разрушения описывается выражением:

(1)

Причём коэффициенты и зависят, только от механических свойств разрушаемого материала.

Разрушению подвергались влажные материалы (кварц, известняк, базальт, мел, клинкер). Установлено, что вероятность разрушения при одинаковой скорости удара у влажных материалов выше, чем у сухого. Это свидетельствует о том, что скорость начала разрушения материалов, содержащих влагу, меньше, чем у частиц, не содержащих воду.

Такая тенденция объясняется тем, что при ударе влажной частицы, влага, находящаяся в его микропорах оказывает положительное воздействие на эффективность процесса разрушения. Это объясняется тем, что при высокоскоростной деформации в зоне контакта повышается температура и в материале возникают высокие давления, при этом происходит: гидравлический удар, усиление эффекта Ребиндера, вскипание в зоне контакта влаги за счёт повышения температур.

Скорость начала разрушения у влажных материалов ниже, чем у сухих и определяется из равенства:

(2)

где - средний исходный размер частиц, мм; - начальная влажность материала на абсолютно сухой вес в процентах; - скорость продольной волны.

Найдена зависимость для определения вероятности разрушения материалов в зависимости от безразмерного комплекса

(3)

Коэффициент, как для сухого, так и влажного известняка равен 3.2.

В диссертационной работе представлены результаты исследования взаимосвязи между напряжённым состоянием материала и интенсивностью приложенных нагрузок. Напряжения, возникающие в частице, носят динамический характер. Дифференциальные кривые распределения частиц по размерам носят бимодальный характер. Это свидетельствует о том, что при малых скоростях нагружения разрушение аналогично статическому сжатию. При больших скоростях нагружения (150 м/с и более) бимодальность формы кривых пропадает, и она по форме приближается к нормальному распределению.

Третья глава посвящена определению расхода воздуха и исследованию гидродинамики движения воздушного потока в одноступенчатой мельнице ударного действия. На основании уравнения Новье-Стокса определена скорость потока на входе ударного элемента, установленного на поверхности вращающегося ротора. Такой подход позволяет рассчитать расход воздуха, проходящего через одноступенчатую мельницу. Получена зависимость для определения расхода воздуха:

(4)


Pages:   || 2 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.