選粉機(jī)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)參數(shù)資料

1、-. z.選粉機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)用參考資料一、氣固兩相流力學(xué)根底顆粒在靜止流體的沉降：顆粒在靜止流體自由沉降時(shí)，不僅受到重力，而且還受到浮力和阻力的作用。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，所處理的顆粒一般是比擬小的，在整個(gè)降落過程根本上看著是以勻速uo進(jìn)展的。所以一般情況下，研究沉降速度問題時(shí)，是不考慮加速階段的。顆粒作勻速運(yùn)動(dòng)，降落速度u等于顆粒的沉降速度uo，計(jì)算公式為：uo=4gdp(p-)/3-2沉降速度計(jì)算根本公式式中uo球形顆粒自由沉降速度，m/s；dp球形顆粒直徑，m；g重力加速度，m/s2；p顆粒密度，kg/m3；流體密度，kg/m3；阻力系數(shù)，無因次，=8/f(Rep),顆粒雷諾數(shù)Rep=dpuo/；

2、流體粘度，Pa.s。當(dāng)Rep1時(shí)，流體屬層流時(shí)，則得：uo=dp2(p-)g/18此式適用于層流時(shí)球形顆粒的自由沉降速度計(jì)算，稱為斯托克斯Stokes公式；當(dāng)1Rep10000時(shí)，流體屬過渡流時(shí)，則得：uo=0.2(p-)/g0.73dp1.18/ (/)0.45此式適用于過渡流時(shí)球形顆粒的自由沉降速度計(jì)算，稱為阿綸Allen公式；當(dāng)10000Rep2105時(shí)，流體屬踹流時(shí)，則得：uo=1.74(p-)/g0.5dp0.5此式適用于踹流時(shí)球形顆粒的自由沉降速度計(jì)算，稱為牛頓Newton公式。顆粒在靜止流體的沉降速度計(jì)算實(shí)例：例1：求直徑為30m的球形石英顆粒，在20的空氣中的沉降速度，石英顆粒

3、的密度為2650kg/cm3。解：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空氣的密度為1.293kg/cm3。故20時(shí)，空氣的密度為=1.293273/(273+20)=1.205 kg/cm3。而粘度為0.018510-3Pa.s。假設(shè)為層流區(qū)，由斯托克斯公式則得：uo=dp2(p-)g/18=dp2pg/18=(3010-6)226509.8/180.018510-3=0.0702m/s 空氣密度相對(duì)較小，忽略不計(jì)進(jìn)展復(fù)核：Rep=dpuo/=(3010-60.07021.205)/0.018510-3=0.1371故沉降遵從斯托克斯公式。此題解也可先求出顆粒沉降的臨界直徑，以確定應(yīng)該使用哪一個(gè)計(jì)算沉降速度的公式。層流

4、區(qū)與過渡區(qū)的臨界直徑，亦即斯托克斯公式所能適用的，當(dāng)Rep=1時(shí)的最大直徑： dpma*=2.622/(p-).g-3=2.62(0.018510-3)2/(2650-1.205)1.2059.8 -3=2.622.2210-5=58.2(m)顆粒的直徑30m較臨界直徑為小，即可用斯托克斯公式求沉降速度。例2：求直徑為80m的玻璃球在20的水中的沉降速度，玻璃球密度為p=2500kg/cm3，水的密度=1000kg/cm3，水在20時(shí)的粘度=0.001 Pa.s。解：可以用圖解法求解：查圖10.8以判斷此系統(tǒng)的流態(tài)，再計(jì)算查圖得到uo;用公式計(jì)算法計(jì)算：設(shè)為層流區(qū)，由斯托克斯公式則得：uo=d

5、p2(p-)g/18=(8010-6)2(2500-1000)9.8/(180.001)=5.2310-3(m/s)以上計(jì)算是根據(jù)光滑球形顆粒導(dǎo)出，但實(shí)際情況復(fù)雜得多，要比擬準(zhǔn)確計(jì)算，需要通過大量實(shí)驗(yàn)得出經(jīng)歷系數(shù)對(duì)沉降速度加以修正。2.顆粒在垂直流動(dòng)的流體并在重力作用下的運(yùn)動(dòng)：設(shè)流體對(duì)于固定空間以勻速度uf向上運(yùn)動(dòng)，處于流體中的顆粒在重力作用下對(duì)于固定空間以速度up運(yùn)動(dòng)，則顆粒對(duì)于流體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度u將為：u=up+uf顆粒在垂直流動(dòng)的流體受到重力和摩擦力的作用，經(jīng)過一定時(shí)間后，兩力會(huì)到達(dá)平衡，u=uo則得到up=uo-uf因此，顆粒受到重力的作用在垂直方向上流動(dòng)的流體運(yùn)動(dòng)時(shí)，經(jīng)過假設(shè)干時(shí)間后

6、，當(dāng)流體的摩擦力等于顆粒在流體中的剩余重力時(shí)，則顆粒作勻速運(yùn)動(dòng)。此時(shí)，顆粒對(duì)于流體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度u是一個(gè)定值，其值大小將與其在靜止的同一種流體沉降速度相等，而顆粒的絕對(duì)速度up則等于此值與流體速度之差。當(dāng)流體速度uf等于定值uo，則up=0，顆粒將停留在空間不動(dòng)。出現(xiàn)這種情況的流體速度稱為對(duì)于該尺寸顆粒的懸浮速度。懸浮速度在數(shù)值上與該顆粒在靜止流體的沉降速度相等。當(dāng)ufuo時(shí)，up為負(fù)值，則顆粒運(yùn)動(dòng)方向與流體一致，向上沉降。當(dāng)ufuo時(shí)，up為正值，則顆粒運(yùn)動(dòng)方向與流體相反，向下沉降。適用于固硫劑CaCO3粉在垂直管道在輸送的同時(shí)，計(jì)算讓1mm顆粒向下沉降回到破碎機(jī)再粉碎下面是常用的慣性式和重

7、力式別離器：膨脹倉是慣性式別離器的一種形式。它與氣力提升泵配套使用，當(dāng)物料氣流沿輸料管3進(jìn)入膨脹倉1時(shí)，由于體積突然增大使氣流速度突然降低，并受到?jīng)_擊板2的阻擋，物料便在重力和慣性力作用下從氣流中被別離出來，經(jīng)閃動(dòng)閥4排出，別離后的空氣經(jīng)排氣管進(jìn)入收塵系統(tǒng)。此種別離器構(gòu)造簡(jiǎn)單，操作容易，但體積大，常用于水泥工業(yè)煤磨系統(tǒng)的煤粉與空氣的別離。重力別離器就是使物料和空氣進(jìn)入空間較大的室，使室氣流的速度降低到遠(yuǎn)小于懸浮速度通常僅為0.030.1Vf，這樣氣流便失去對(duì)顆粒的攜帶能力，物料便在重力的作用下由混合物中別離出來，故又稱為容積式別離器。重力式別離器主要尺寸是其筒體局部的直徑，可按下式確定：D=1

8、.13V氣/(0.030.1)vf-2式中 D筒體局部的直徑，mm；V氣通過別離器的風(fēng)量，m3/s； vf被輸送物料顆粒的懸浮速度，n/s。筒體局部的高度H建議取為：H=(1.151.30)D，m。此種別離器構(gòu)造簡(jiǎn)單、制造方便、工作可靠，但體積過大。3.顆粒在水平流動(dòng)的流體并在重力作用下的運(yùn)動(dòng)：處在水平流動(dòng)的流體的顆粒，一方面受到流體流動(dòng)的影響產(chǎn)生水平的橫向運(yùn)動(dòng)；另一方面又受到重力的影響發(fā)生向下的沉降。顆粒在水平流動(dòng)的流體受到流體對(duì)它的推動(dòng)力作橫向運(yùn)動(dòng)時(shí)，經(jīng)過短暫時(shí)間后，顆粒水平速度up與流體速度uf相等，顆粒在水平方向?qū)⒆鲃蛩龠\(yùn)動(dòng)。在經(jīng)歷t時(shí)間后所走的距離S為：S=uft顆粒在重力作用下沉降

9、相當(dāng)于靜止流體受到重力作用而向下沉降。經(jīng)過短暫時(shí)間后，顆粒沉降速度uo作等速沉降。經(jīng)歷t時(shí)間后，顆粒在流體降落的高度H為：H=uot因此，在水平流動(dòng)的流體，顆粒是在橫向流動(dòng)和重力場(chǎng)的共同作用下，沿著顆粒的水平運(yùn)動(dòng)速度up和沉降速度uo的合速度的方向上運(yùn)動(dòng)的。根據(jù)速度圖就可得顆粒降落到*一深度所需時(shí)間及降落時(shí)的運(yùn)動(dòng)路程適用于水平輸送過程中的*些顆粒的沉降別離水平氣流沉降室的構(gòu)造主要是由室體、進(jìn)氣口、出氣口和集灰斗組成。含塵氣體在室體緩慢流動(dòng)，小粒借助自身重力作用被別離而捕集下來。為了提高沉降室的除塵效率，有的在室加裝一些垂直擋板，如圖4-2所示。其目的，一方面是為了改變氣流的運(yùn)動(dòng)方向，由于粉塵顆

10、粒慣性較大，不能隨同氣體一起改變方向，撞到擋板上，失去繼續(xù)飛揚(yáng)的動(dòng)能，沉降到下面的集灰斗中；另一方面是為了延長(zhǎng)粉塵的通行路程，使它在重力作用下逐漸沉降下來。有的采用百葉窗形式代替擋板，效果更好；有的還將垂直擋板改為人字形擋板，如圖4-3所示，使氣體產(chǎn)生一些小股渦旋，塵粒受到離心力作用，與氣體分開，并碰到室壁上和擋板上，使之沉降下來。對(duì)裝有擋板的沉降室，氣流速度可以提高到68m/s。4.顆粒在旋流流體的運(yùn)動(dòng)：顆粒在旋流流體運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到離心力和重力場(chǎng)的共同作用，在重力作用下，使顆粒沿垂直方向降落；而在平面上與旋轉(zhuǎn)流體一起作圓周運(yùn)動(dòng)；同時(shí)產(chǎn)生慣性離心力，使顆粒沿徑向向外甩出。顆粒在這三個(gè)方向上的力的

11、共同作用下運(yùn)動(dòng)。假設(shè)在半徑R處，流體的旋轉(zhuǎn)角速度為，流體的圓周速度為uf，則處在該半徑上的球形顆粒所受到的剩余慣性離心力Fc0為：Fc0=G0/g(R)=G0/g.uf2/R式中Fc0-剩余慣性離心力，N；G0-顆粒剩余重力，G0=/6dp3(p-).g。由于剩余慣性離心力的作用，顆粒與流體有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，就產(chǎn)生了反向的流體阻力Fd。因而顆粒在徑向的運(yùn)動(dòng)方程式為：m.dup/dt= Fc0-Fd式中 m顆粒質(zhì)量，kg；dup/dt顆粒在半徑方向上的加速度；Fd徑向上的流體阻力，N。將Fd和Fc0代入上式，得顆粒運(yùn)動(dòng)加速度：dup/dt=uf2/R.(p-)/p-3/4.up2/dp./pdup/d

12、t隨顆粒所在位置的半徑而異，在工業(yè)用的設(shè)備中，dup/dt項(xiàng)比起其余兩項(xiàng)要小得多，故可以認(rèn)為顆粒徑向加速度dup/dt=0，于是顆粒在半徑方向上的沉降速度uor為：uor=4dp(p-)/3.uf2/R-2uor就是慣性離心力作用下的沉降速度與重力作用下的沉降速度uo相當(dāng)，uor的方向沿半徑方向向外，即流體帶著顆粒選擇時(shí)，顆粒的慣性離心力使它沿切線方向通過運(yùn)動(dòng)中的流體飛出，因而逐漸離開旋轉(zhuǎn)中心，uor即是顆粒離開旋轉(zhuǎn)中心的速度注意：這個(gè)速度uor不是顆粒運(yùn)動(dòng)的絕對(duì)速度，而是它的徑向分量，顆粒在旋轉(zhuǎn)流體中的運(yùn)動(dòng)，實(shí)際上是沿著半徑逐漸增大的螺旋形軌道前進(jìn)的。離心沉降速度uor與顆粒在靜止流體自由沉

13、降速度uo比擬的比值K為：K=uor=/uo=uf2/(R.g)-2=(R2)/g-2比值K稱為離析因數(shù)，它等于慣性離心力與重力之比，比值K與旋轉(zhuǎn)半徑成反比，與切線速度的二次方成正比?？梢?，減小旋轉(zhuǎn)半徑，增加切線速度，使K值增大。顆粒所受的重力是一定值。工業(yè)上可以通過各種方法使顆粒的離心加速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過重力加速度，使得顆粒的沉降速度比在受重力場(chǎng)作用下的沉降速度大很多。盡管這時(shí)還有重力的作用，但可不加考慮。因此，可以利用慣性離心力來加快顆粒的沉降及別離比擬小的顆粒，而且設(shè)備的體積也可以縮小。二、選粉機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算程序1、首先確定選粉機(jī)類型：根據(jù)選粉對(duì)象、粒徑大小和顆粒級(jí)配要求、選粉精度等根本情況，確定

14、選粉機(jī)類型。2、設(shè)計(jì)計(jì)算風(fēng)機(jī)風(fēng)量、風(fēng)壓及型號(hào)：根據(jù)生產(chǎn)要求的粉體產(chǎn)量和選粉單位產(chǎn)量所需風(fēng)量計(jì)算出總風(fēng)量；根據(jù)選粉系統(tǒng)中各個(gè)組成局部的阻力降之和計(jì)算出系統(tǒng)總阻力，然后根據(jù)計(jì)算總風(fēng)量和總阻力選擇風(fēng)機(jī)型號(hào)，該型號(hào)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和風(fēng)壓應(yīng)適當(dāng)大于計(jì)算的總風(fēng)量和總阻力。例如：*粉磨系統(tǒng)：管磨機(jī)：約50mmH2O,O-Sepa選粉機(jī)：約250mmH2O,高濃度袋式除塵器：約200mmH2O,管道及其他：約100mmH2O，*粉磨系統(tǒng)的總阻力約：+=600H2O。3、設(shè)計(jì)各個(gè)局部的風(fēng)速和相關(guān)尺寸：根據(jù)管道的布置狀態(tài)和氣固兩相流的沉降理論，計(jì)算或經(jīng)歷確定氣流速度，然后根據(jù)風(fēng)量和氣流速度計(jì)算或經(jīng)歷相關(guān)尺寸。三、選粉機(jī)

15、易損件所用材料1、進(jìn)口鋼材：選粉機(jī)葉片轉(zhuǎn)子葉片和導(dǎo)風(fēng)葉片采用HARDO*鋼板HRC4555是比擬最理想的，西金公司使用證實(shí)，耐磨性能滿意，但價(jià)格很高，2008年售價(jià)1.92.2萬元/t中國浦發(fā)機(jī)械工業(yè)股份經(jīng)銷。2、我國研制的耐磨材料僅供參考： 低合金鋼：用于球磨機(jī)襯板，常用牌號(hào)有：30CrMnSiMoTi(處理后硬度HRC5054)、35SiMn(處理后硬度HRC4550)、40CrMnSiMoRe(處理后硬度HRC5054)； 錳系合金鑄鐵：用于球磨機(jī)襯板，常用牌號(hào)有：中錳球鐵處理后硬度HRC4552、中錳合金球鐵處理后硬度HRC4552、稀土錳銅鉻鎳白口鐵處理后硬度HRC5056； 鉻系合

16、金白口鐵：用于球磨機(jī)襯板，常用牌號(hào)有：Cr2Cu1處理后硬度HRC5060、Cr13處理后硬度HRC5058；3、瓷馬賽克貼面材料：用于選粉機(jī)渦殼曲外表貼面耐磨處理，西金科技公司使用取得比擬滿意的效果。四、常用選粉機(jī)的類型：1、離心式選粉機(jī)第一代選粉機(jī)，已被淘汰；2、旋風(fēng)式選粉機(jī)第二代選粉機(jī)，根本被淘汰；3、平面旋流選粉機(jī)第三代選粉機(jī)：以日本小野田公司的O-Sepa型和丹麥?zhǔn)访芩构镜腟epa*型為代表的兩種根本構(gòu)造類型。其余的型號(hào)根本上都是這兩種形式的派生形式，比方GK*型和CC*型就是以上兩種根本類型根據(jù)需要和工作條件我們開發(fā)的兩種形式。GK*型選粉機(jī)是O-Sepa型的派生形式，其構(gòu)造示意

17、圖如下。其中四種規(guī)格型號(hào)的設(shè)計(jì)參數(shù)如表1。表1 GK*幾種規(guī)格型號(hào)的設(shè)計(jì)參數(shù)GK*-10GK*-16GK*-25GK*-34備注產(chǎn)量10T/h16T/h25T/h34T/h配套磨機(jī)2.48MD16808309701220D2940113013101620D3940115013501650D470085010001250D5850105012501500D61100130015501900D71250150018002200D880095011501400D970085010001250D1076092010801350D1172088010401280D12900110013001600D13

18、200250300400H1520680800900H270085010001200H380100120130H463080010201230H5473563693823H630354355H7450545641762H8173217260303H9881020H10315400460560H11100100100150B15206407601000B2520650680800R111001325R29151120a7585b100120a1200250300400b180100130150配套風(fēng)機(jī)調(diào)速電機(jī)G4-73-11NO10D(Q=37200M3/h)(P=3236Pa)Y-225M-4

19、(45kw)(1480r/min)；JZTy61-4L(15kw)(1200120r/min)G4-73-11NO10D(Q=49400M3/h)(P=3011Pa)Y-250M-4(55kw)(1480r/min)；JZTy62-4L(18.5kw)(1200120r/min)G4-73-11NO11DQ=71000M3/hP=3470PaY-280M-4(90kw)(1480r/min)；JZTy72-4L(30kw)(1200120r/min) CC*型選粉機(jī)是Sepa*型的派生型，其組成構(gòu)造如下列圖所示：其中幾種規(guī)格型號(hào)的設(shè)計(jì)參數(shù)如下表所示：注：下表中C*型就是CC*型五、選粉機(jī)設(shè)計(jì)重要經(jīng)歷參數(shù)1、選粉機(jī)分級(jí)室切向風(fēng)速即轉(zhuǎn)子外邊緣切向速度大約在1620 m/s；選粉機(jī)分級(jí)室徑向風(fēng)速風(fēng)量/轉(zhuǎn)子外邊緣凈圓面積大約在 m/s。2、選粉機(jī)導(dǎo)風(fēng)葉片角度常?。?1.5、64.5、67.5三個(gè)角度，便可滿足各種細(xì)度的選粉要求。3、常用：轉(zhuǎn)子外緣線速度3.5m/s；轉(zhuǎn)子外