Nghiền rây trộn thực tập quá trình và thiết bị

Hình 1.1 Đồ thị biểu diễn khối lượng vật liệu dưới rây theo thời gian nghiềnBảng 1.3 Phân phối kích thước hạt... Hình 1.3 Đồ thị biểu diễn khối lượng trên rây theo lích thước lỗ rây tron

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA CÔNG NGHỆ

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

PHÚC TRÌNH THỰC TẬP QUÁ TRÌNH & THIẾT BỊ

NGHIỀN - RÂY - TRỘN

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: NHÓM THỰC HIỆN: NHÓM 1.3 Ngô Trương Ngọc Mai Nguyễn Chí Thành B1706416

Trình Quốc Thắng B1706419 Vương Thị Ngọc Tuyết B1706431 Nguyễn Thị Phương Uyên B1706433

Tháng 06/2020

1 Thí nghiệm Nghiền – Rây

Khối lượng đem rây (g)

Khối lượng qua rây (g)

Phần trăm qua rây (%)

Kết quả phân tích rây: Khối lượng đem rây với tốc độ 70% trong 30’ M= 50.20g

Khối lượng đem rây với tốc độ 70% trong 45’ M= 49.60gKhối lượng đem rây với tốc độ 70% trong 60’ M= 48.32g

Bảng 1.2 Hiệu suất rây qua các lần rây

Hình 1.1 Đồ thị biểu diễn khối lượng vật liệu dưới rây theo thời gian nghiền

Bảng 1.3 Phân phối kích thước hạt.

c lỗ rây (mm)

khối lượng trên rây (g)

f(x) = 0.84x - 0.79 R² = 0.7

f(x) = 1.71x - 0.79 R² = 0.89

f(x) = 1.64x - 0.78 R² = 0.86

Đườ

ng 30'

Hình 1-1:Đồ thị logarit của theo D pn ở tốc độ 70% trong 30, 45 và 60 phút

Ta được phương trình hồi quy của hai quá trình nghiền:

Hình 1.3 Đồ thị biểu diễn khối lượng trên rây theo lích thước lỗ rây trong thời

gian nghiền vật liệu 30 phút

 Phương trình biểu diễn sự phân phối kích thước hạt đối với quá trìnhnghiền trong 45’ và tốc độ là 70%

Công suất để nghiền vật liệu là:

KW= 29W

Công suất tiêu thụ cho động cơ của máy nghiền:

Hình 1.4 Đồ thị biểu diễn khối lượng trên rây theo lích thước lỗ rây trong thời

gian nghiền vật liệu 45 phút

 Phương trình biểu diễn sự phân phối kích thước hạt đối với quá trìnhnghiền trong 60’ và tốc độ là 70%

Công suất để nghiền vật liệu là:

Hình 1.5 Đồ thị biểu diễn khối lượng trên rây theo lích thước lỗ rây trong thời

gian nghiền vật liệu 60 phút

2 7|28 33|13 13|17 10|20 19|15 15|14 22|11 21|11 18|11

3 6|25 12|19 15|24 15|22 14|15 15|11 23|18 17|12 16|11

gian (s) Mẫu

Đ(hạt)

T(hạt)

Bảng 2.3 Kết quả lấy mẫu sau khi trộn, ĐẾM TRONG MẪU TRẮNG tốc độ 40%

Thời

gian (s) Mẫu

Đ(hạt)

T(hạt)

T(hạt)

Bảng 2.5 Kết quả lấy mẫu sau khi trộn, ĐẾM TRONG MẪU TRẮNG tốc độ 60%

Thời

gian (s) Mẫu

Đ(hạt)

T(hạt)

3 Bàn luận và nhận xét

Đối với thí nghiệm nghiền một loại vật liệu, dựa vào kết quả rây xác định sự phânphối kích thước vật liệu sau khi nghiền, công suất tiêu thụ và hiệu suất của máynghiền Rây vật liệu sau khi nghiền, xác định hiệu suất rây, xây dựng giản đồ phânphối và tích lũy của vật liệu sau kgi nghiền, từ đó xác định kích thước vật liệu sau khinghiền Trộn hai loại vật liệu để xác định chỉ số trộn tại các thời điểm, xây dựng đồ thịtrị số trộn theo thời gian để xác điịnh thời gian trộn thích hợp

Lượng bi trong thiết bị nghiền thùng quay được xác định theo công thức Trong

đó a là khoảng cách từ tâm thùng nghiền đến bề mặt thoáng của lớp bi khi thùngđứng yên, Rt bàn kính của thùng quay Nếu ta tăng lượng bi lên thì năng suất của thiết

bị tăng lên Tuy nhiên, khi lượng bi tăng lên thì trọng lượng của thùng quay tăng lêndẫn đến làm tăng tải của động cơ thậm trí ta phải dùng động cơ có công suất lớn hơn

để có thể kéo được thiết bị Ngược lại, khi giảm lượng bi thì hiệu suất nghiền giảmxuống và năng suất của thiết bị cũng giảm nhưng có lợi về mặt động cơ tức là chỉ cầnmột động cơ có công suất thấp hơn ban đầu thì đã có thể kéo được thiết bị Vì vậy,khi sử dụng và thiết kế thì ta nên cân đối hai điều kiện trên

Tốc độ của thùng quay: cần xác định tốc độ quay thích hợp để đạt hiệu suấtnghiền cao Nếu tốc độ thùng quay quá chậm thì lực ly tâm và ma sát không thắngđược trọng lực của khối vật liệu và bi; như vậy vật liệu sẽ trượt xuống dưới theo bềmặt thùng, quá trình nghiền lúc này chỉ là sự chà xát giữa viên bi và vật liệu nghiềnnên hiệu quả không cao Nếu tốc độ quay quá nhanh thì lực ly tâm sinh ra lớn, vượtquá trọng lực tác dụng lên viên bi thì nó sẽ quay tròn theo thùng máy khi đó vật liệucũng quay theo và không nghiền được nữa Do đó ta cần xác định vận tốc quay thíchhợp để có chiều cao rơi và vận tốc rơi lớn nhất khi đó hiệu suất nghiền sẽ cao Các yếu

tố ảnh hưởng đến quá trình nghiền trong thiết bị nghiền bi

Nếu với cùng lượng bi và loại bi (tức là cùng khối lượng, vật liệu và kích thước)thì yếu tố thời gian và vật liệu nghiền sẽ quyết định tính chất và chất lượng của sảnphẩm nghiền Nếu thời gian nghiền tăng lên thì lượng hạt mịn sẽ tăng lên, đồng thờilượng hạt có kích thước lớn (so với kích thước hạt mịn nhất trong sản phẩm rây) sẽgiảm xuống Tuy nhiên, kích thước của sản phẩm nghiền lại phụ thuộc vào bản chấtcủa vật liệu đem nghiền tức là năng lượng bề mặt riêng của vật liệu khi tách ra nếuvới cùng năng lượng bên ngoài tác động vào sẽ quyết định kích thước hạt Mặc khác,trong thực tế những yếu tố như khả năng kết dính các hạt sau khi nghiền và sự tíchđiện của vật liệu cũng ảnh hưởng đến kích thước hạt

Trong việc vẽ ∆ϕn theo Dpn trên đồ thị logarit Ta thấy phương trình: là một

đường thẳng khi b+1 gần bằng 1, tức là b tiến gần về giá trị 0 Mặc khác từ thựcnghiệm ta thấy, hằng số b phụ thuộc vào tỉ lệ hạt rất mịn trong mẫu và có giá trị từ 0.5đến 0.1 Giá trị b càng lớn thì càng có ít hạt mịn trong mẫu và ngược lại, giá trị b càngnhỏ thì càng có nhiều hạt mịn trong mẫu Vì vậy, những biểu diễn mối quan hệ giữa

∆ϕn và Dpn của những rây cuối sẽ tuyến tính với nhau tức là chúng cùng đi qua mộtđường thẳng Do đó, đường thẳng này phải đi qua hai giá trị cuối tức là giá trị của râycuối và hộp Nên đường thẳng vẽ phải đi qua điểm của rây cuối khi đó kết quả ngoạisuy mới chính xác

Trong quá trình trộn , việc lấy mẫu chứa đựng nhiều yếu tố dẫn đến sai số của

kết quả thí nghiệm Việc lấy mẫu phụ thuộc nhiều vào yếu tố chủ quan của người thuthập mẫu Do lượng mẫu lấy ra tương đối lớn so với lượng có trong thùng trộn Do

đó, việc lấy mẫu như vậy sẽ ảnh hưởng đến giai đoạn trộn tiếp theo, do trong quátrình sử lý mẫu ta đã phân thành hạt trắng và đen sau đó đổ vào thùng trộn khi đó kếtquả tiếp theo sẽ không còn chính xác

Về phần đồ thị biểu diễn trị số trộn theo thời gian Từ đồ thị ta thấy, sự phân bốcủa hạt trắng vào hạt đen lớn hơn lượng hạt đen vào hạt trắng Điều này có thể đượcgiải thích do sự khác nhau về khối lượng riêng của hai loại đậu Loại đậu nào có khốilượng riêng lớn thì dễ phân bố vào loại đậu còn lại Ngược lại, loại hạt đậu nào cókhối lượng riêng nhỏ (nếu có cùng kích cỡ thì thể tích sẽ lớn hơn) sẽ khó phân bốhơn Tuy nhiên, loại đậu có khối lượng riêng lớn hơn thì mau tách ra khi thời gian phốitrộn tăng lên Tóm lại, để quá trình trộn thu được kết quả tốt thì vật liệu đem trộnnên có cùng tính chất (điện tích, khối lượng riêng,…)

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình rây: hình dạng, kích thước lỗ rây, chiều dàylớp vật liệu trên rây, biên độ dao động của quá trình rây phải đủ lớn để tác dụng vàocác hạt một lực thích hợp làm chúng chuyển động, không bít lỗ rây

Thời gian rây cần phải đủ lâu để đạt được hiệu suất rây cần thiết, lực tĩnh điệncủa các hạt vật liệu làm cho các hạt kết dính vào nhau không qua được lỗ rây

Độ ẩm của vật liệu có ảnh hưởng lớn đến quá trình rây Khi các vật liệu chuyểnđộng trên bề mặt rây, các hạt sẽ va chạm vào nhau Nếu độ ẩm đủ lớn chúng sẽ dínhvào nhau làm tăng kích thước hạt Vật liệu ẩm cũng dễ kết dính vào lỗ lưới gây bít lỗrây Vận tốc và đặc trưng chuyển động trên 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 diệntích bề mặt rây Dựa vào sự phân phối của lớp vật liệu qua rây trên bề mặt dưới rây, tathấy lượng vật liệu qua rây khác nhau ở các vị trí khác nhau:

Khi cho vật liệu lên bề mặt rây, do kích thước hạt nhỏ nên một lượng hạt nhỏ rớtqua rây do đó khối vật liệu đã được rây 1 phần ngay từ đầu Các thao tác lắp đặt râytạo 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 sangmột hộp đựng khác để cân nên kết quả không chính xác hoàn toàn do các hạt mịnnhỏ 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

Sự làm sạch các rây không hoàn toàn nên còn một lượng hạt dính trên rây vàảnh hưởng đến kết quả rây tiếp theo Do rây số 60 đã bị biến dạng nên kết quả củarây số 60 không chính xác và không đồng nhất với các rây còn lại

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trộn: thời gian trộn, tốc độ trộn, tỷ lệ về sốlượng 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 riêngxốp (Khối lượng riêng xốp thay đổi trong suốt quá trình trộn, có thể giảm do bọng khítrong khối hạt hoặc tăng do rung động hoặc nén cơ học.), khối lượng riêng của vậtliệu (vật liệu đem trộn có khối lượng riêng khác xa nhau sẽ ảnh hưởng xấu đến quátrình trộn), hình dạng hạt (có nhiều loại hình dạng hạt và tùy vào các hình dạng khácnhau mà kết quả trộn cũng khác nhau), đặc trưng bề mặt (diện tích bề mặt và khuynhhướng tích điện Lực tĩnh điện có ảnh hưởng xấu đến quá trình trộn), đặc trưng lưuchuyển (góc tự nhiên và khả năng lưu chuyển Góc tự nhiên càng lớn thì khả năng lưuchuyển càng thấp), tính kết dính, độ ẩm,…

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 kếtquả 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 hỗnhợp sau khi trộn Ở nhánh 1 (trộn hạt trắng vào hạt đen) thì tỉ lệ hạt trắng lớp trên lớnhơn tỉ lệ hạt trắng ở lớp dưới Ở nhánh 2 (trộn hạt đen vào hạt trắng) thì tỉ lệ hạt đen

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 kếtquả trộn Dựa vào số liệu kết quả trộn ở nhánh 2 (hạt đen 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 Ởnhánh 1 (hạt trắng trộn vào hạt đen) thì tỉ lệ hạt trắng cũng tăng dần theo thời giannhưng vẫn luôn có tỉ lệ thấp hơn hạt đen trong hỗn hợp

Sự khác biệt về kích cỡ và khối lượng riêng của hạt đen và trắng dẫn đến sự khácbiệt về khối lượng riêng xốp Lượng vật liệu được lấy bằng cách cân khối lượng bằngnhau của mỗi loại hạt và trộn lại Do đó số hạt tương ứng của mỗi loại hạt đem trộn

có thể không bằng nhau Kết quả trộn lại được đánh giá dựa vào số hạt của mỗi loạitrong hỗn hợp nên rất khó để đạt được tỉ lệ trộn lý tưởng

Thời gian trộn và số vòng quay chỉ là tương đối do các thao tác tính thời gian vàlấy mẫu sẽ làm thời gian trộn lâu hơn khi cần quay nắp thùng lên phía trên

Trị số trộn phụ thuộc vào thời gian trộn, Is cao thì độ đồng đều cao Is tăng nhanhtrong thời gian đầu rồi dao động Khi thời gian trộn quá lâu mức độ đồng đều khôngtăng thêm mà còn có thể giảm xuống