ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физические основы измельчения материалов из "Технология и оборудование электродных и электроугольных предприятий" С энергетической точки зрения процесс измельчения представляется как работа, затраченная на преодоление сил между разделяемыми частицами твердого тела и на сопутствующие процессы теплообразование, деформацию, создание звука, химические и электрические явления, вибрацию и другие процессы. Из общего количества энергии, затрачиваемой при измельчении непосредственно на разрушение кусков материала, расходуется незначительная ее часть. Большая часть энергии тратится на преодоление трения в механизмах, на подъем мелющих тел, на нагревание материала и среды и т. д. Вследствие этого дробильные и размольные машины работают с весьма низким коэффициентом полезного действия. К. п. д. дробилок колеблется в пределах 0,2—0,4, а мельниц 0,05—0,15. [c.92] Зависимости между работой измельчения и влияющими на нее факторами достаточно сложны и не могут быть в настоящее время выражены в математической форме. В этой связи большое значение приобретают предложенные теории измельчения материалов, использование которых может оказаться полезным при расчете расхода энергии или определении зависимости расхода энергии от степени измельчения твердых материалов. [c.92] В технике измельчения наибольшее значение имеют два основных положения. [c.92] Согласно первому положению, называемому поверхностной теорией (или гипотезой), предложенной в 1867 г. Риттингером, работа но измельчению, а следовательно, и расход энергии пропорциональны образующейся (в результате измельчения) поверхности разделения. [c.92] Это отношение показывает, что работа, затраченная на измельчение, пропорциональна степени измельчения или удельной поверхности. [c.93] Эти теоретические представления не дают возможности определить абсолютную работу измельчения, но позволяют сравнить расход энергии на измельчение при разных степенях измельчения. [c.93] Второе положение, называемое объемной теорией, было предложено и доказано В. Л. Кирпичевым (1874 г.). Это положение известно так же, как теория Кика (1885 г.). [c.93] Из механики известно, что работа равна произведению силы на путь. В рассматриваемом случае путь соответствует деформации тела под влиянием силы Р А — = PiS A2=PzS2, где S — путь. [c.93] Деформация же эта по закону Гука прямо пропорциональна линейным размерам тела и, следовательно, для двух тел отношение деформаций равно 81/82 = hlh. [c.93] Изложенные теории существенно отличаются одна от другой по первой из них работа, затрачиваемая на измельчение материала, пропорциональна квадрату, а по второй — кубу поперечника его кусков. Обе изложенные теории не дают полного анализа весьма сложных явлений, происходящих при измельчении материалов. [c.93] Наблюдаемая па мельничных установках определенная зависимость между расходом энергии и вновь получаемой поверхностью тонких порошков приводит к тому, что поверхностная теория хорошо согласуется с практикой. При крупном же дроблении получаются завышенные результаты. [c.94] Объемная теория, наоборот хорошо согласуется с опытными данными при крупном дроблении, осуществляемом главным образом ударом или раздавливанием. При тонком измельчении, связанном с истиранием, получаются заниженные результаты. Таким образом, обе теории близки к истине и, следовательно, дополняют друг друга. [c.94] АУ— часть объема тела, подвергшегося деформации. [c.94] Первое слагаемое первой части этого уравнения учитывает работу, расходуемую на образование новых поверхностей при разрушении твердого тела (т. е. работу, вычисляемую по уравнению, которое получено на основании первой теории). [c.94] Второе слагаемое учитывает работу, необходимую для преодоления упругих деформаций (т. е. работу, определяемую по второй теории). [c.94] Приведенные выше математические представления законов измельчения ие могут быть использованы для расчетов абсолютного значения затрачиваемой энергии на измельчение. Они используются при качественном исследовании процессов измельчения, когда необходимо определить относительную величину работы на измельчение. [c.95] На измельчение материалов отрицательно влияет наличие в материале тонких фракций, готового продукта, не требующего дальнейшего измельчения. Распределяясь между кусками материала, готовый продукт повышает упругость измельчаемой массы, в результате чего резко снижается производительность машины и возрастают непроизводительные затраты энергии. Отсюда следует, что при дроблении и размоле материалов не должно нарушаться известное правило не измельчать больше, чем следует (ие дробить ничего лишнего). Для соблюдения этого правила необходимо а) перед измельчением материал сортировать, чтобы отделить от него и удалить мелкую фракцию, не требующую измельчения б) ту часть материала, которая достигла в дробилке или мельнице необходимой тонкости, немедленно удалять из машины в) если требуется большая степень измельчения материала, измельчать его в несколько приемов (стадий). [c.95] Вернуться к основной статье