CHƯƠNG 4 Trộn, quá trình thiết bị cơ học

Mục đích:  Trộn là quá trình tạo ra một hỗn hợp đồng nhất từ các thành phần khác nhau dưới tác dụng của các lực cơ học.. • Hỗn hợp đồng nhất có thể là VL rời khi trộn 2 hay nhiều chất

1 Mục đích:

 Trộn là quá trình tạo ra một

hỗn hợp đồng nhất từ các thành phần khác nhau dưới tác dụng của các lực cơ học

• Hỗn hợp đồng nhất có thể là

VL rời khi trộn 2 hay nhiều chất rắn với nhau, hoặc là hỗn hợp bột nhão, dẻo khi trộn chất rắn với chất lỏng

2 Các tính chất của vật liệu ảnh hưởng đến quá trình trộn:

Sự phân bố cỡ hạt

Khối lượng riêng của vật liệu

Hình dạng hạt

Tính chất bề mặt hạt

Tính kết dính

Độ ẩm của vật liệu

3 Cơ chế của quá trình trộn:

 Khi tr ộn VL hạt, các hạt chịu tác dụng của những lực cơ học có hướng khác nhau và dẫn tới chuyển động của các hạt trong thể tích khối hạt

 Quá trình chuy ển động của các hạt phụ thuộc vào cấu tạo máy trộn, phương pháp tiến hành quá trình trộn

• Tạo ra các lớp trượt với nhau theo các mặt phẳng trộn

• Chuyển dịch một nhóm hạt từ vị trí này đến vị trí khác

• Thay đổi vị trí từng hạt riêng rẽ

• Phân tán từng phần tử do va đập vào thành thiết bị

• Biến dạng và nghiền nhỏ từng bộ phận - trộn nghiền

4 Đánh giá mức độ đồng đều của hỗn hợp trộn: mức độ trộn

 Khi tr ộn một khối lượng a chất A với khối lượng b chất B để tạo thành hỗn hợp đồng nhất AB thì thành phần của chất A và B trong hỗn hợp:

𝑪𝑨 = 𝒂

𝒂 + 𝒃 𝒗à 𝑪𝑩 =

𝒃

𝒂 + 𝒃

• Trong hỗn hợp lý tưởng: C A và C B sẽ như nhau ở mỗi phần thể tích

• Trong hỗn hợp thực: các thành phần C A và C B ở các phần thể tích khác nhau của hỗn hợp sẽ khác nhau

 Để đánh giá độ đồng đều của hỗn hợp thực (mức độ trộn):

 Độ sai lệch bình phương trung bình:

• Trong thể tích hỗn hợp thực V i có thành phần chất A là C iA , chất B là

C iB thì độ sai lệch bình phương trung bình của hỗn hợp thực sẽ là:

𝒔𝑨 = 𝑵𝒊=𝟏(𝑪𝑨 − 𝑪𝒊𝑨)𝟐

𝑵 − 𝟏 ; 𝒔𝑩 =

(𝑪𝑩 − 𝑪𝒊𝑩)𝟐

𝑵 𝒊=𝟏

𝑵 − 𝟏

• Với N – số thể tích mẫu V i

C A , C B – thành phần chất A và B trong hỗn hợp lý tưởng

C iA , C iB – thành phần chất A và B trong hỗn hợp thực

 Kết luận:

Khi SA,SB càng nhỏ thì mức độ đồng đều của hỗn hợp càng cao (càng gần với hỗn hợp lý tưởng) Giá trị của SA,SB phụ thuộc vào thời gian trộn

 Chỉ số trộn: 𝑰𝒔 = 𝝈𝒆

𝒔

𝝈𝒆 = 𝑪𝑨 ∗ 𝑪𝑩

𝒏 ; 𝒔𝒖𝒚 𝒓𝒂 𝑰𝒔 =

𝑪𝑨 ∗ 𝑪𝑩 ∗ (𝑵 − 𝟏)

𝒏 ∗ 𝑵 (𝑪𝑨 − 𝑪𝒊𝑨)𝟐

𝒊=𝟏

• Với n – số hạt trong một thể tích mẫu hỗn hợp

𝝈𝒆 – độ lệch chuẩn lý thuyết

 Is càng lớn thì mức độ đồng đều của hỗn hợp trộn càng cao

 Theo nguyên tắc cấu tạo thiết bị trộn chia thành 2 nhóm:

 Máy trộn thùng quay:

• Ưu điểm: cấu tạo đơn giản, dễ làm sạch và công suất thấp

• Nhược điểm: tốc độ trộn thấp, làm việc gián đoạn, thể tích hữu ích

thấp

 Bộ phân trộn quay (máy trộn cánh, máy trộn trục vít)

• Ưu điểm: dễ nạp và xả liệu, làm việc liên tục

• Nhược điểm: khó làm sạch khi trộn ẩm, tiêu thụ điện năng cao

 Máy trộn thùng quay

 Máy trộn thùng quay

• Khi thùng quay, dưới tác dụng của lực ly tâm, VL trong thùng sẽ

được nâng lên và rơi xuống tạo sự đảo trộn trong khối VL

• Ưu điểm: cấu tạo đơn giản, năng suất lớn

• Nhược điểm: VL có thể bị dập nát khi trộn

 Máy trộn cánh

• Khi trục quay các cánh trộn sẽ quay và đảo trộn VL trong thùng trộn

 Máy trộn cánh

 Máy trộn trục vít