Thực tập quá trình thiết bị BÀI 3 NGHIỀN, RÂY TRỘN

MỤC ĐÍCH  Nghiền một loại vật liệu, dựa vào kết quả rây xác định sự phân phối kích thước vật liệu sau khi nghiền, công suất tiêu thụ và hiệu suất của máy nghiền.. nghiệm này phụ thuộc v

BÀI 3: NGHIỀN, RÂY TRỘN

I MỤC ĐÍCH

 Nghiền một loại vật liệu, dựa vào kết quả rây xác định sự phân phối kích thước vật liệu sau khi nghiền, công suất tiêu thụ và hiệu suất của máy nghiền

 Rây vật liệu sau khi nghiền, xác định hiệu suất rây, xây dựng giản đồ phân phối và tích lũy của vật liệu sau nghiền, từ đó xác định kích thước vật liệu sau khi nghiền

 Trộn hai vật liệu để xác định chỉ số trộn tại các thời điểm, xây dựng đồ thị chỉ số trộn theo thời gian để xác định thời gian trộn thích hợp

II KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

Xác định hiệu suất rây Bảng 3-1 kết quả thí nghiệm rây trong 30 phút

(%)

Công th c tính hi u su t rây:ức tính hiệu suất rây: ệu suất rây: ất rây:

F a 100%

T ng kh i lổng khối lượng qua sàn rây là: ΣJ ối lượng qua sàn rây là: ΣJ ượng qua sàn rây là: ΣJng qua sàn rây là: JΣJ i = J1 + J2 = F.a = 1.214g

V i J = 0,10g → ới J = 0,10g → E=

1.214 1.214100=100%

Bảng 3-2 Kết quả thí nghiệm rây trong 60 phút

đem rây (g)

3 93.90 0.18

Ta có: E= J

F a 100%

Tổng khối lượng qua sàn rây là: ΣJJi = F.a =6.62 g

Với J = 5.89 g → E=

5 89

6 62100%=88.97%

0 0.2

0.4

0.6

0.8

1 1.2

1.4

Đ th t ng kh i l ổng khối lượng vật liệu dưới rây qua số lần rây nghiền 30 phút ối lượng ượng ng v t li u d ật liệu dưới rây qua số lần rây nghiền 30 phút ệu suất ưới rây qua số lần rây nghiền 30 phút i rây qua s l n rây nghi n 30 phút ối lượng ần rây ền 30 phút

Số lần rây

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0

1

2

3

4

5

6

7

8

Số lần rây

Bảng 3-3 Phân phối kích thước hạt trong 30 phút

Rây số Kích thước lỗrây (mm) Đườngkính tb

Khối lượng trên rây (g) Δφ Log Δφ φ

Log D

7 -0.6931 0.2027 0.3010

16 1.1913 1.5957 76.52 0.7652 -0.1162 0.9679 0.0760

25 0.7061 0.9487 2.76 0.0276 -1.5591 0.9955 -0.1511

60 0.2489 0.4775 0.33 0.0033 -2.4815 0.9988 -0.6040

Bảng 3-4 Phân phối kích thước hạt trong 60 phút

Rây số Kích thước

lỗ rây (mm) Đườngkính tb Khối lượngtrên rây (g) Δφ Log Δφ φ Log D

0.1131 -0.9465 0.1131 2

0.1548 -0.8102 0.2679 1.1913

0.1006 -0.9974

0.368

5 0.7061

0.0908 -1.0419 0.4593 0.2489

0.0739 -1.1314

0.533

 Δφ , φ ở rây số 16 => Δφ=76.52100 =0 7652 và φ=0.2027+0.7652=0.9679

 Tương tự cho các trường hợp còn lại và trường hợp 60 phút

-3 -2.5 -2 -1.5 -1 -0.5

0 f(x) = 2.36 x − 0.99

R² = 0.78

Đồ thị logarit của 𝚫𝛟n theo Dpn n theo Dpn

Với K' và b được xác định bằng cách vẽ Δϕn theo Dpn trên đồ thị logarit và suy ra hệ số góc K + 1 và tung độ góc K' suy ra K và b

Dựa vào công thức 4-8 ta tính được Dpn

log Δφ n=(b+1)log D pn+log K ' , thế số vào công thức ta sẽ tìm được D

Năng suất của máy nghiền là:

−6

−6

tấn/ phút Các thông số đã cho: U = 130 V ; I = 1,8 A ; cosφ = 0,8 ; Wi = 13 KW,h/tấn

Dp2 = 1,1913 mm ; Dp1 = 2 mm ; T = 6,7.10-6 tấn/phút

Công suất để nghiền vật liệu từ kích thước 2 mm đến 0.945 mm trong 30 phút là:

H=

4

3×19 ×T ×W i( √D1p 2−

1

√D p 1)

U × I × cos∅ =0.147 %

0 0.5 1 1.5 2 2.5

-1.2

-1 -0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

f(x) = 0.07 x − 1.02 R² = 0.25

Đồ thị logarit của 𝚫𝛟n theo Dpn n theo Dpn

60 -1.0187 0.0958 0.5957 0.0672 -0.1881

 Cách tính Δφ , φ , Dpn , K, b, D của hộp trong 60 phút

Từ các thông số tìm được ta tính được D pn =0.8959mm

Hiệu suất máy nghiền là

H=

4

3×19 ×T ×W i( √D1p 2−

1

√D p 1)

U × I × cos∅ =0.0735 %

gian 30 phút

2 1.6 0.95 0.48 0.12 0

0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18

Đồ thị phân phối tích lũy của sự phân phối kích thước của vật liệu trên rây thời gian 30 phút

2 1.6 0.95 0.48 0.12 0

0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18

Bảng 4-3 Bảng kết quả thí nghiệm trộn

Mẫu X 10’’ T X 30’’ T X 45’’ T X 60’’ T

Bảng 4-4 Bảng tính toán kết quả thí nghiệm trộn tốc độ 30%, xanh vào trắng

Thời gian

rây (s)

→I s=

√ C A C B(N −1)

i=1

N

(C A−C iA)2

, trong đó N=2, n là số hạt trong trường hợp trộn vật liệu rời

CA= CB= 200

Để tính được Cia, ta sẽ quy đổi số hạt từ 2 nhánh ra khối lượng

Vd kết quả ở bảng 4-4, ta có số đậu xanh là 156=> khối lượng 156 hạt đậu xanh là

156 x6.55

100 =10.218 g , do 100 hạt đậu xanh có khối lượng là 6.55g

Tương tự tính số hạt đậu trắng là 68=>khối lượng 68 hạt đậu trắng là

68 x25 09

100 =17 0612 g, do 100 hạt đậu trắng có khối lượng là 25.09g.

0 50 100 150 200 250 300 350 400 0

0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07

Đồ thị chỉ số trộn theo thời gian

Is

Thời gian

Mẫu

Bảng 4-6 Bảng tính toán kết quả thí nghiệm trộn tốc độ 70%, xanh vào trắng

Thời gian

0 50 100 150 200 250 300 350 400 0

0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09

Đồ thị chỉ số trộn theo thời gian

Is

Thời gian

thời gian nghiền tăng lên, dẫn đến năng suất nghiền giảm, còn đường kính hạt sau khi nghiền thì không đổi

nghiệm này phụ thuộc vào thời gian rây, các yếu tố khác ảnh hưởng không nhiều lắm do ta chỉ rây với số lượng nhỏ Khi thời gian rây tăng lên thì hiệu suất rây

 Độ tin cậy của hiệu suất rây: Kết quả thu được không chính xác hoàn toàn do

sự phân phối của lớp vật liệu trên bề mặt rây không đồng đều nên hiệu suất rây không đồng nhất trên toàn diện tích bề mặt rây Dựa vào sự phân phối của lớp vật liệu qua rây trên bề mặt dưới rây, ta thấy lượng vật liệu qua rây khác nhau ở các vị trí khác nhau:

 Ở vùng có lớp vật liệu trên rây dày thì lớp vật liệu qua rây nhiều hơn, nhưng lớp vật liệu càng dày thì các hạt trên bề mặt khó đi xuống phía dưới để tiếp xúc bề mặt lưới rây và lọt qua rây, dẫn đến hiệu suất rây thấp

 Ở vùng có lớp vật liệu trên rây mỏng thì năng suất rây cao

 Thời gian rây càng lâu thì hiệu suất rây càng cao và có thể khắc phục được sự phân phối không đều của lớp vật liệu trên rây

Khi cho vật liệu lên bề mặt rây, do kích thước hạt nhỏ nên một lượng hạt nhỏ rớt qua rây do đó khối vật liệu đã được rây 1 phần ngay từ đầu Các thao tác lắp đặt rây tạo ra những dao động có thể làm cho khối vật liệu được rây thêm một phần

Để xác định khối lượng sản phẩm qua rây cần phải thu sản phẩm qua rây sang một hộp đựng khác để cân nên kết quả không chính xác hoàn toàn do các hạt mịn nhỏ còn dính lại trên rây hoặc do ta nghiền mịn nên khi ta đưa từ rây sang hộp đựng để cân thì bị bay

đi một phần, gây thất thoát sản phẩm

 Thời gian trộn

 Tốc độ trộn

 Tỷ lệ về số lượng các hạt

Các tính chất của vật liệu chi phối quá trình trộn:

 Sự phân phối cỡ hạt: sự phân phối cỡ hạt quá rộng sẽ ảnh hưởng xấu đến quá trình trộn

 Khối lượng riêng xốp: Khối lượng riêng xốp thay đổi trong suốt quá trình trộn,

có thể giảm do bọng khí trong khối hạt hoặc tăng do rung động hoặc nén cơ học

 Khối lượng riêng của vật liệu: vật liệu đem trộn có khối lượng riêng khác xa nhau sẽ ảnh hưởng xấu đến quá trình trộn

 Hình dạng hạt: có nhiều loại hình dạng hạt và tùy vào các hình dạng khác nhau

mà kết quả trộn cũng khác nhau

 Đặc trưng bề mặt: diện tích bề mặt và khuynh hướng tích điện Lực tĩnh điện có ảnh hưởng xấu đến quá trình trộn

 Đặc trưng lưu chuyển: góc tự nhiên và khả năng lưu chuyển Góc tự nhiên càng lớn thì khả năng lưu chuyển càng thấp

 Tính dễ vỡ (giòn): vật liệu dễ vỡ thì ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm trộn Ngoài ra tính chất dễ vỡ của vật liệu này trên vật liệu khác cũng có ảnh hưởng không tốt

 Tính kết dính: các hạt cùng loại có khuynh hướng kết dính với nhau cản trở quá trình trộn

 Độ ẩm của vật liệu: trong nhiều trường hợp, một lượng nhỏ chất lỏng được thêm vào để giảm bụi hoặc đáp ứng nhu cầu đặc biệt (hỗn hợp vẫn ở trạng thái khô chứ không ở trạng thái nhão)

Các thao tác lấy mẫu có thể ảnh hưởng đến kết quả trộn:

 Số lượng hạt trong các lần lấy mẫu không giống nhau Do đó ảnh hưởng đến kết quả chỉ số trộn, cần lấy các mẫu có tổng số hạt bằng nhau để có cơ sở so sánh các chỉ số trộn chính xác hơn

 Do lượng hạt lấy mẫu cũng tương đối nhiều nên có thể xảy ra sai sót trong thống

kê số lượng mỗi hạt

Vị trí lấy mẫu là ở lớp vật liệu trên cùng nên chưa hoàn toàn đại diện cho hỗn hợp sau khi trộn Ở nhánh 1 (trộn hạt trắng vào hạt xanh) thì tỉ lệ hạt trắng lớp trên lớn hơn tỉ lệ hạt trắng ở lớp dưới Ở nhánh 2 (trộn hạt xanh vào hạt trắng) thì tỉ lệ hạt xanh ở lớp trên cũng nhiều hơn tỉ lệ hạt đen ở lớp dưới

Sự khác nhau về khối lượng riêng của các hạt cũng ảnh hưởng đáng kể đến kết quả trộn Dựa vào số liệu kết quả trộn ở nhánh 2 (hạt xanh trộn vào hạt trắng) ta thấy tỉ lệ hạt đen tăng dần theo thời gian và dần dần chiếm tỉ lệ cao hơn cả hạt trắng Ở nhánh 1 (hạt trắng trộn vào hạt xanh) thì tỉ lệ hạt trắng cũng tăng dần theo thời gian nhưng vẫn luôn

có tỉ lệ thấp hơn hạt đen trong hỗn hợp