Пути повышения эффективности измельчения

Среди вопросов, представляющих интерес с точки зрения повышения эффективности струйных мельниц немаловажное место занимают вопросы оптимизации термодинамических параметров процесса, а также увеличения единичной производительности (размеров мельниц). Вопрос оптимизации термодинамических параметров процесса измельчения напрямую связан с оценкой режимов работы основных функцональных узлов дезинтегратора – источников рабочего тела (энергоносителя), ускоряющей системы ( инжекторов), … (помольной камеры), пневмотранспортной системы, классификатора. Вопрос оптимизации источников энергоносителей связан с выбором конструктивного варианта, принципа действия и типоразмера устройств повышения потенциальной (давления) и тепловой (температуры) энергии рабочего тела … Оптимизация ускоряющей системы … Оптимизация помольной камеры … Оптимизация процесса сепарации … Оптимизация пневмотранспорта. Оптимизация системы ускоряющей чатицы непосредственно связана с характером механизма измельчения, превалирующим в зоне помола. При ударном измельчении разрушающие напряжения создаются силами инерции. Они возникают при столкновении частиц с преградой, возникающей на пути движения частиц (ударная плита, встречнодвижущаяся частица, оградающие стенки). Величина напряжения является функцией вида удара – прямого, косого, центрального или внецентренного). (Тр.Евр.Сов. с.497). Поскольку на процесс измельчения помимо свойств измельчаемого материала, определяющее влияние оказывают свойства рабочего тела (плотность, температура …), а также степень заполнения (концентрация) измельчаемым материалом, то оптимальный диапазон изменения параметров каждого функционального элемента не остается постоянным (?). Поэтому для достижения высокого эффекта измельчения при оптимальных расходах …следует выбирать с учетом всех влияющих факторов. …(см. стр10 Перевод: 19/9691 Обзор соврем. методов …) Среди преимуществ увеличения единичной производительности мельниц отмечают:

1. Снижение капитальных затрат на тонну измельчаемого материала (рис. с. 13).
2. Компактность, простота монтажа.
3. Сокращение расхода энергии.

   Для шаровой мельницы установлены следующие соотношения: расход энергии = kLD^2,4 , производительность = kLD^{(2,6 – 3,0)} . Для струйных мельниц аналогичные показатели определяются зависимостями: …. Сокращение количества вспомогательного оборудования (промежуточных – буферных, емкостей, транспортных устройств, пылеулавливающих устройств и т. п.), снижение сопротивления холостого хода и повышение кпд.

4. Более эффективное использование футеровки мельницы.

2.1.4. Работа элемента массы движущегося вещества

При подводе работы через вал с помощью крыльчатки {рис. 2.9) вещество приходит в движение. Энергия воспринимается при этом посредством нормальных и тангенциальных сил, действующих между отдельными элементами вещества. Однако приведенный выше простой метод вычисления работы вала по крутящему моменту и углу поворота выражает лишь итоговый результат взаимодействия, без выяснения сущности процесса передачи энергии веществу. Поэтому следует подробнее рассмотреть определение работы, передаваемой через границы элемента массы движущегося вещества. Такое рассмотрение имеет важное значение для понимания особенностей энергообмена в потоке вещества. С целью упрощения задачи движение вещества будем предполагать стационарным. • Элемент массы, выделенный в стационарном потоке, является закрытой системой. Такой элемент представляет собой прямоуголь- ; &V=&xuy&z тТ^С»—Г\ -v-^Д* Рис. 2.12. Элемент Рис. 2.13. Силы давления, : массы объемом ДУ. действующие на элемент ; массы в направлении оси ж. ‘] ный параллелепипед с ребрами длиной Ах, aj/ и Дг (рис. 2.12). ‘-] Объем его ДУ = ДжДг/Az при протекании процесса изменяется, не ;^; неизменной остается масса i Am = pAF = — AzAi/Az. (2.9) 1 v — — :; Силы, действующие на_поверхности элемента, выражаются тензором напряжений, слагающимся из давления р и тензора напряжений трения. Соответственно этому общая рабрта элем.ента массы состоит из работы сил давления и работы сил трения. Если за время dτ объем элемента массы изменяется на величину dV, то под действием давления р совершается работа изменения .объема dW^V = — pdV При движении элемента перемещается и совершает работу также результирующая сил давления. louboutin paris Для этой результирующей по оси x (рис. 2.13) имеем pΔyΔz — (р + = — —— AxAj/Az. ugg pas cher \ . OX ] OX Если элемент массы за время dτ перемещается вдоль оси х на расстояние dx = c_xdt, то и точка приложения результирующей так и в другие формы механической энергии. В обратимых процессах возможно энергию, подводимую в форме работы, полностью преобразовать в кинетическую и потенциальную энергии и, наоборот, кинетическую и потенциальную энергии полностью преобразовать в работу. Электрическая и механическая энергии также в принципе полностью взаимопреобразуемы, например с помощью обратимо работающего электрического генератора (механическая энергия преобразуется в электрическую) и обратимо работающего электродвигателя (электрическая энергия преобразуется в механическую). В этих примерах отчетливо проявляется асимметрия направлений преобразования энергии. С одной стороны, механическую и электрическую энергии можно без ограничений преобразовывать во внутреннюю энергию и тепло. С другой стороны, внутреннюю энергию и тепло нельзя преобразовать в любом количестве в «механическую энергию (например, в работу). Даже обратимый процесс» определяет здесь только верхнюю границу превра-тимости. Таким образом, по Второму закону имеются два класса форм энергии: формы, способность которых к преобразованию не ограничивается Вторым законом, и формы, преобразуемые из одной в другую только в ограниченной мере. К неограниченно превратимым относятся механические формы энергии и электрическая энергия. Ограниченно превратимыми являются внутренняя энергия и энергия, переходящая границы системы в_форме тепла. Неограниченно превратимые формы энергии, как будет убедительно показано далее, оказываются технически и экономически важнее и ценнее тех, превратимость которых ограничивается Вторым законом. Все неограниченно превратимые формы энергии, преобразование которых в любую другую форму допустимо по Второму закону, можно обобщить кратким термином эксергия¹).

3.3.2. Влияние окружающей среды на преобразование энергии

Преобразование тепла в работу в установке по циклу Карно, а также рассмотренное в разд. 3.3.1 преобразование внутренней энергии в работу служат примерами того, что трансформация ограниченно превратимой энергии в эксергию зависит не только от форм энергии и свойств энергоносителей: на эти преобразования влияют также свойства окружающей среды ( .) В цикле Карно неиспользованное тепло q₀ должно отдаваться приемнику энергии при возможно более низкой температуре Т₀. Но таким приемником в условиях газодинамического дезинтегратора служит «окружающая среда», т. е. атмосфера в объме дезинтегратора (инжектора, помольной камеры, классификатора). new balance homme Следовательно, Т₀ не может быть ниже, чем температура окружающей среды T_{Q ГДД}. При преобразовании внутренней энергии закрытой адиабатной системы проявляется влияние давления окружающей среды Ро.с., ограничивающее расширение системы, так что внутренняя энергия такой системы в условиях ГДД может изменяться с изменением давления в объеме ГДД. Как показывают оба эти примера, свойства окружающей среды ограничивают превратимость энергии. В последующем изложении будем рассматривать окружающую среду как неограниченно большую, находящуюся в равновесии массу вещества, для которой интенсивные параметры Т_0с и р₀._с, а также химический состав остаются неизменными вне зависимости от восприятия или отдачи ею энергии либо вещества. Окружающая среда участвует во всех процессах как система неограниченной энергоемкости, могущая воспринимать или отдавать энергию без изменения своих интенсивных параметров. asics gel lyte v Но как обстоит дело с превратимостью энергии, накопленной окружающей средой? Можно ли эту энергию превратить в эксергию, например в полезную работу? Если бы это было возможно, то окружающая среда оказалась бы идеальным источником энергии (или, точнее, источником эксергии), потому что ее энергия, например в форме внутренней энергии Мирового океана, оказалась бы в нашем практически неограниченном и бесплатном распоряжении. Если бы удалось охладить океанскую воду, масса которой m составляет примерно 1,42- 10 ²¹ кг, всего лишь на 1,62-10 ^-6 К и тем самым уменьшить её внутреннюю энергию на «ΔU= тсΔt = 1,42 • 10²¹ • 4,19 • 1,62 • 10 ^{— 6} = 9,64-10¹⁵ кДж, а затем преобразовать эту энергию в электрическую, то этого было бы достаточно для удовлетворения мировой потребности в электрической энергии в 1962 г., составившей 2,67-10¹² кВт-ч = 9,64-10¹⁵ кДж. Но такое преобразование внутренней энергии окружающей среды в эксергию противоречит Второму закону¹).