小路工作室-第三章粉碎与混合.ppt
第 三 章 粉 碎 与 混 合,Size Reduction and Mixing,第一节 粉 碎,3-1 粉碎的基本概念和原理 3.1A 固体颗料的粒度,1粒度 固体颗粒的大小称为粒度(particle size）。球形颗粒，粒度即为直径。非球形颗粒有名义粒度。（1）以表面积为基准的名义粒度（2）以体积为基准的名义粒度2球形度和形状因数（1）球形度,（2）形状因数 设L为选取颗粒的某一代表性尺寸，VP=aL3,SP=6bL2 形状因数 如果选取L=dv,则：,3平均粒度 设：（1）算术平均粒度dAM（2）几何平均粒度dGM（3）体面平均粒度dvs,3.1B 粉碎力和粉碎能耗1粉碎比2.粉碎力 主要粉碎力一般有三种：挤压力冲击力和剪力（摩擦力）3.粉碎能耗,不同的假说，n 的取值不同。（1）Rittinger 法则 n=2 适于磨碎（2）Kick 法则 n=1 适于粗碎（3）Bond 法则 n=1.5 适于中碎,3.1C 粉碎速率 设Rd为粒度大于d的物料体积(或质量)分数，3-2 粉碎设备,3.2A 辊式破碎机,设原料颗粒直径为d 1,辊的直径为D 辊的开度为 s 理论生产能力,应,必,（静摩擦因数）,3.2B 锤式粉碎机 活动锤式粉碎机主要由机体、转子、锤片和筛板等部件组成。这种粉碎机兼有冲击和剪切（摩擦）作用。3.2C 盘式粉碎机 又称爪式粉碎机。两个相对运动的圆盘，每个圆盘上装有若干依同心圆排列的齿状、针状或棒状的指爪。3.2D 盘式磨碎机和碾磨3.2E 球磨机 随圆筒转速变化，磨介钢球的运动可有三种状态：（1）泻落（2）抛落（3）离心旋转,对钢球进行受力分析，当转动筒体推举钢球至A点时，若钢球重力的法向分力N与离心力C相等，出现离心旋转状态的最小转速称临界转速 nc，此时=0 应 nnc,第二节 筛 分,3-3筛分和筛析 3.3A 筛制和筛析,国际上应用广泛的标准筛是泰勒（Tyler）标准筛制。以每英寸（25.4mm）丝上的筛孔数作筛号，通称为目数。3.3B 筛面工业筛面分开孔金属筛面、金属丝筛面和绢筛面三种，筛孔的形状有圆形、方形、和长方形。筛面利用因数：3.3C 筛分效率筛下产品的质量与给料中可筛过物的质量之比，称为筛分效率（sieving efficiency）。m=m1+m2 mw=m1w1+m2w2 mw=m1+m2w2,3.3D 筛分速率 对不可筛过物进行物料衡算：若给料中可筛过物含量低时，m值可近似作为常量：,3-4 筛分设备3.4A 转筒筛 正六角形转筒筛筛面上某颗粒的受力分析。重力和离心力沿筛面分力的代数和T为：颗粒所受的摩擦力f 筛分的必要条件T f,简化后得：而,六角形转筒，最大为30，tg30=0.58圆形转筒，筛面处处=03.4B 平面回转筛物料在筛面上产生相对运动的条件就为C f将 代入：,第三节混 合,3-5 混合的基本理论 3.5A 混合的均匀度概念,各个局部小区域体积的平均值，称为分离尺度（separation size）,各个局部区域内的浓度与平均浓度之间的偏差，称为分离强度（separation intensity）.符合下列条件之一，则可认为是混合合格的制品：（1）分离尺度小于检验尺度，且分离强度小于容许偏差;（2）分离尺度虽大于检验尺度，但分离强度充分小于容许偏差，足以补偿前者；（3）分离强度虽然大于容许偏差，但分离尺度充分小于检验尺度，足以补偿前者。,均方差：混合指数：3.5B 混合机理（1）对流混合（2）扩散混合（3）剪力混合3.5C 混合速率分离变量积分：,3-6 液体的搅拌混合3.6A 搅拌器搅拌将产生三种基本流：（1）切向流（2）轴向流（3）径向流按桨叶结构形式的不同，搅拌器主要分桨式、涡轮式和旋桨式三种。,1.桨式搅拌器,2.涡轮式搅拌器,3.旋桨式搅拌器,3.6B 搅拌所需功率 P=f(n,d,)式中 搅拌的欧拉(Euler)数，Rem搅拌的雷诺(Reynolds)数，Frm搅拌的弗鲁德(Froud)数，采取措施使中央旋涡受到抑制，Eum=CRema,3-7 乳 化3.7A 乳化液的稳定性 从热力学原理分析，乳化液在本质上是不稳定的。为了增大乳化液的稳定性，常常需要加入乳化剂。乳化剂的作用主要有三方面：（1）降低两相界面的界面张力（2）使液滴表面带同种电荷（3）在油水界面形成吸附膜引用Stokes公式：,3.7B 乳化设备1 胶体磨 立式 n=300010000r/min2 均质机（1）结构及工作原理 均质机（homogenizer）主要由高压泵和均质阀所组成。（2）均质压力和能耗 修正Weber数：粉碎比 均质的功率：,3-8 浆体的混合及塑性固体捏和 3.8A 浆体的混合 3.8B 塑性固体的捏和捏和所用的设备是捏和机（kneader）3-9 固体的混合固体混合一般多为间歇式操作。其方法可分为两类：一类为容器固定型，另一类为容器旋转型。1 转鼓式混合器 最广泛应用的是双锥混合器和双联混合器2 螺带式混合器3螺旋式混合器,
