《篩分動力學(xué)》PPT課件.ppt

2019/7/3,1,第二章篩分動力學(xué) screening kinitics,2.1 篩分效率 screening efficiency 2.2篩分動力學(xué)及應(yīng)用 screening kinetics and its application 2.3影響篩分效率的因素 2.1 篩分效率 screening efficiency 2.1.1篩分效率及其計算 一 篩分效率概念及表達式 （1） 篩分效率概念：指篩下產(chǎn)物中小于篩孔尺寸粒級物料重量占原料中小于篩孔尺寸粒級物料重量的百分比。 (2)表達式 E=（Q下）/(Q)100% (2-1) Q下篩下產(chǎn)物重 g，kg 篩下產(chǎn)物中小于篩孔尺寸級別物料含量% 原料中小于篩孔尺寸級別物料含量% Q被篩物料重量 g，kg E實際意義反映篩分過程的完善程度和篩分產(chǎn)物的質(zhì)量；故E是篩分過程的質(zhì)量指標,Q則是篩分過程的數(shù)量指標。,2019/7/3,2,二 篩分效率計算 因生產(chǎn)中測Q困難，測、容易。故需對上式變形才能用于實際計算。 因 Q=Q上+Q下 Q= Q下+ Q上 篩上物料中小于篩孔尺寸粒級含量% 代入上式得 E=（-）/（-）100% (2-2) 對上式進行分析 實際生產(chǎn)中篩網(wǎng)是正常的，故=100%，從而 E=（-）/（100-）104% (2-3) 2.1.2 總篩分效率E總和部分篩分效率E部 一 篩分過程篩分機械對物料進行粒度分離，需經(jīng)下列過程： (1)物料與篩面間的相對運動 (2)運動中物料分層，上層粗粒，下層細粒 (3)運動到篩面的物料與篩孔尺寸比較，而后透篩或留在篩上。 篩分是否順利，被篩物料的粒度組成是個重要因素，當然還與其它機械方面因素有關(guān)。按被篩物料粒度與篩孔尺寸的差別可將其分為：易篩粒子、難篩粒子、阻礙粒子.,2019/7/3,3,二 易篩粒子、難篩粒子、阻礙粒子 在篩分過程中，以篩孔尺寸為比較標準，可將被篩物料分為幾個可篩性等級易篩、難篩、阻礙粒子。設(shè)篩孔尺寸為L，則: 易篩粒子 難篩粒子 阻礙粒子 影響不大 0d0.75L 0.75LdL Ld1.5L 1.5Ld 易篩粒子特點： 難篩粒子特點： 阻礙粒子特點： 上述情況說明，被篩物料中，各粒級的過篩程度是不同的。易篩粒子透篩程度高，篩分效率E大；愈接近篩孔尺寸的物料，愈難透篩，篩分效率E愈低。顯然，易篩粒子的篩分效率E大于總體物料的篩分效率E，而難篩粒子的篩分效率E小于總體物料的篩分效率E。因此，物料的篩分效率E就有E總和E部之分。,2019/7/3,4,三 E總和E部 （1）E總和E部概念 ： E總用所有小于篩孔尺寸物料.。 E部用小于篩孔尺寸物料中某個粒級或某幾個粒級(總之不是小于篩孔尺寸物料的全部粒級).。 E總和E部計算同前。 E總和E部關(guān)系：E易E總E難 (2) E總和E部應(yīng)用 E總應(yīng)用:評價篩子的篩分質(zhì)量 粉碎流程計算中數(shù)質(zhì)量計算 設(shè)備選擇時Q計算 E部應(yīng)用：除上面外還有確定篩分產(chǎn)物的粒度特性。 由于E部反映出物料在篩分過程中存在著快慢不平衡狀態(tài) ，這就使我們在生產(chǎn)實際或設(shè)計中，有可能利用增大篩孔尺寸L和降低篩分效率E的辦法(在一定范圍內(nèi)，篩下產(chǎn)物具有相同的平均粒度)，來提高生產(chǎn)率Q。 實例：某選廠原篩孔尺寸L為10mm，篩分效率為E=85%，將篩孔尺寸L改為12mm，篩分效率為E=65% ，產(chǎn)量Q提高50%，產(chǎn)品平均粒度相同。,2019/7/3,5,不同篩分工作制度下產(chǎn)物的粒度特性 表1-2,2019/7/3,6,2.2篩分動力學(xué)及應(yīng)用 screening kinetics and its application,2.2.1篩分動力學(xué) 一 篩分動力學(xué)研究對象 如化學(xué)動力學(xué)問題v與t關(guān)系 篩分動力學(xué)篩分過程中E與t關(guān)系 二 篩分動力學(xué)公式 (1)篩分速度v 一般用篩面上小于篩孔尺寸物料在單位時間內(nèi)減少的量來衡量。間歇篩分如右圖（圖2-1現(xiàn)場畫）。 結(jié)論：瞬間篩分速度v與篩面上小于篩孔尺寸物料的重量成正比。 即 dw/dt=-kw k比例系數(shù) w瞬時篩面上小于篩孔尺寸物料重量,2019/7/3,7,(2)篩分動力學(xué)公式 將上式分離變量后積分得lnw=-kt+c 設(shè)t=0時，w=w0 則lnw-lnw0=-kt w/w0=e-kt 又w0=w上+w下則w0 /w0= w上/w0+w下/w0即 1=e-kt+E 故E=1-e-kt (2-4) 此為動力學(xué)基本公式。許多平面搖動篩的實驗結(jié)果符合此關(guān)系式。 因篩分過程是復(fù)雜的，一個系數(shù)不足以反映實際過程， 有人提出一個普遍式： E=1-e-ktn (2-5) 參數(shù)k、n確定：對上式取兩次對數(shù)得 lglg1/（1-E）=nlgt+lg（klge）以 lglg1/（1-E） 對lgt作圖應(yīng)為一直線，通過截距、斜率 便可求得。 展開冪級數(shù)ektn取前兩項得 :ektn =1+ktn故E=ktn/（1-ktn）令a=1/k得: E=tn/（a+tn） (2-6),2019/7/3,8,2.2.2 篩分動力學(xué)應(yīng)用 （Et、EQ、EH關(guān)系）,上節(jié)討論了E與t關(guān)系，本節(jié)討論E與Q、E與篩面長度H關(guān)系。 一 篩面長度H與篩分效率E關(guān)系 從最簡單篩面運動分析起：設(shè)物料沿篩面運動速度為v，且沿整個篩面長度保持不變。則篩分時間t=H/v 代入E= tn/（a+tn）得 E=Hn/（avn+Hn） (2-7) 當用同種篩子，篩同種物料僅篩子長度不同，參數(shù)a、n應(yīng)相同，而v也相同時，便可得出長度分別為H1、H2的篩子的篩分效率E1和E2。 E1= H1n/（avn+H1n） E2= H2n/（avn+H2n） H1n / H2n = E1（1- E2）/ E2（1- E1） (2-8) 應(yīng)用：（1）求n 對篩子生產(chǎn)廠 （2）求E 已知H1、E1及H2，求E2。 （3）求H 已知H1、E1及E2,可求H2.,2019/7/3,9,二 篩分效率E與Q關(guān)系 E與Q關(guān)系見右圖（圖2-2現(xiàn)場畫）： 這兩指標間關(guān)系與很多因素有關(guān)物料性質(zhì)、篩子結(jié)構(gòu)、操作條件等。為研究方便，設(shè)用同一臺設(shè)備，篩分同一種物料，操作條件相同。 （1）生產(chǎn)率Q與時間t關(guān)系 在上述條件下，生產(chǎn)率Q與時間t成反比即 Q1/Q2=t2/t1 （2）生產(chǎn)率Q與篩分效率E關(guān)系 用普遍式得出的關(guān)系式： 將上式代入1-E=e-ktn取對數(shù)整理得:tn=lg（1-E）/（-klge） 故 t1=（lg（1-E1）/（-klge）1/n t2=（lg（1-E2）/（-klge）1/n Q1/Q2=t2/t1= （lg（1-E2）/（-klge）1/n/（lg（1-E1）/（-klge）1/n,2019/7/3,10,用近似式得出的關(guān)系式： 將上式代入近似式E=tn/（tn+a）得 t=Ea/（1-E）1/n 故 t1=E1a/（1-E1）1/n t2=E2a/（1-E2）1/n Q1/Q2=t2/t1 =E2a/（1-E2）1/n/E1a/（1-E1）1/n 應(yīng)用這個公式時，須知道n值。如果收集到一些生產(chǎn)率和相應(yīng)的篩分效率的實驗數(shù)據(jù)，就可以找出它。振動篩n=3,現(xiàn)將用上述公式計算結(jié)果和實驗數(shù)據(jù)列如下表1-3，表中取篩分效率為0.9時的生產(chǎn)率為1.,2019/7/3,11,振動篩的篩分效率與生產(chǎn)率的關(guān)系 表1-3,2019/7/3,12,應(yīng)用求n值 在同一篩子上篩同種物料，可得如下數(shù)據(jù)： Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 E1 E2 E3 E4 E5 E6 n1 n2 n3 n4 n5 振動篩的n值就是這樣得出的（n=3）。 應(yīng)用意義：已知某篩子的Q1、E1，變動Q2時求E2，反之，變動E時可求Q。,2019/7/3,13,2.3影響篩分效率的因素,影響篩分效率的因素主要有物料性質(zhì)、篩子的特性和操作條件等。 2.3.1物料性質(zhì)的影響 （1）物料的粒度組成 （2）物料的含水和含泥量 （3）物料的顆粒形狀 2.3.2篩子特性的影響 （1）篩面的種類 （2）篩孔形狀和篩孔尺寸 （3）篩面的長度和寬度 （4）篩面的傾角 （5）篩子的運動狀況 2.3.3篩子操作條件的影響 （1）給料均勻性和連續(xù)性 （2）給料量 詳見講義P23.,2019/7/3,14,復(fù)習(xí)思考題 2-1 顆粒透篩的概率與那些因素有關(guān)？易篩粒及難篩粒如 何劃分？ 2-2何謂篩分效率？定義式如何表達？ 2-3試推導(dǎo)篩網(wǎng)未磨損時的篩分效率計算式。 2-4影響篩分效率的因素有那些？ 2-5何謂部分篩分效率及總篩分效率？ 2-6何謂篩分動力學(xué)，物料篩分過程中為什么會出現(xiàn)篩分效率的如此變化規(guī)律？ 2-7篩分動力學(xué)規(guī)律如何表達，對于振動篩m取值為多少，什么叫物料的可篩性指數(shù)？ 2-8篩分效率與處理能力的關(guān)系如何，如何利用它們的關(guān)系式定量解決工程上的計算問題？ 2-9篩分效率與篩面長度的關(guān)系如何，如何利用它們的關(guān)系式定量解決工程上的計算問題？ 2-10何謂易篩粒子、難篩粒子和阻礙粒子？,2019/7/3,15,計算題 1今用某振動篩（n=3）篩某物料，當篩分效率為70%時，實測該篩子的處理量為1.57t/h，試問將該篩子的篩分效率調(diào)到92%時，篩同樣的物料，其相應(yīng)的處理量應(yīng)為多少？ 2今用某振動篩（n=3）篩某物料，當篩面長度為2m時，它的篩分效率為70%；今將該篩子的長度加大到3m（寬度不變），給料量保