Фармакологическая промышленность
Получение высоко дисперсных порошков органического и неорганического происхождения для производства лекарственных средств. В большинстве случаев экстракты и вытяжки из высокодисперсных порошков нет необходимости подвергать термообработке, что повышает биологическую и лекарственную ценность настоев; Получение мелкодисперсных порошков для ускорения процессов экстрактирования: уменьшается время приготовления настоев — в 10-20 раз, Увеличивается коэффициент извлечения; Таблетки и порошки, изготовленные из высокодисперсных порошков эффективнее усваиваются организмом.
Лакокрасочная промышленность
Производство пигментов и наполнителей с дисперсностью менее 10 мкм. Производство высокодисперсных порошков с поверхностью модифицированной поверхностноактивными веществами (гидро-, маслофобные порошки, гидро-, маслофильные порошки). Производство композитных порошков, пигментов и наполнителей для красок специального назначения. Производство порошков с поверхностью, модифицированной поверхностноактивными веществами позволяет в процессе производства красок существенно увеличить качество краски. При использовании цветных поверхностно активных веществ из дешевых порошков получаются пигменты для цветных красок. Производство дисперсного гидрофобизированого мела для наружных работ.
Парфюмерная промышленность
Производство биоактивных порошков из растительного сырья для кремов и паст. Производство высокодисперсных наполнителей для высококачественных кремов и паст. Производство фитокосметики (порошков из различных растений и цветов как основного вещества, наполнителей, как порошков для быстрого экстрагирования).
Горнорудная промышленность
Высокодисперсное измельчение с разделением компонент (сухое обогащение) существенно снижаются расходы на флотационное оборудование и химикалии, увеличивается степень извлечения компонент и т.д.. Переработка руды, содержащей самородные металлы , в т.ч. золотоносного песка, приводит к измельчению сопутствующей породы, что позволяет на классификаторах, химическими и различными др. способами выделять металл. Высокодисперсное измельчение руд на месте добычи позволяет организовать создавать обогатительные мобильные установки.
Переработка вторичных ресурсов
При использовании охлаждения (азот) струйная мельница позволяет производить высокодисперсные порошки из отходов резинотехнических изделий (утилизация шин). Применение струйной мельницы не ограничивается областью измельчения. Ввод дополнительных элементов, позволяющих менять в вихревой струйной мельнице температуру, магнитное поле, рН, дает возможность целенаправленно изменять полезные характеристики порошков: Измельчение железного сурика, с одновременным вводом гидрофобизатора ГКТ-11, дает порошок, обладающий магнитными свойствами. При распылении этого порошка на пятно нефти, находящееся на водной поверхности, образуются нефтяные сферы, которые легко убираются магнитами. При вводе дополнительных компонент создаются условия для капсулирования нефтяных сфер и придания им отрицательной или положительной плавучести, что позволяет значительно уменьшать экологические последствия розлива нефти. Измельчение материалов, обладающих магнитными свойствами, с модифицированием поверхности частиц олеиновой кислотой, дает возможность производить жидкости, обладающие магнитными свойствами. Такие жидкости позволяют создавать тепловые насосы и генераторы для преобразования тепловой энергии в электрическую. Источниками энергии являются солнечная, термальная, газ и др.
Конструкция мельницы
Конструкция мельницы состоит из следующих узлов: — разборной помольной камеры, циклона разгрузки, приемного бункера, регулируемого загрузочного устройства, рамы с демпфером, фильтра-демпфера (см. рисунок). Дополнительно мельница может комплектоваться пылеулавливателями: циклонными, рукавными или электростатическими в зависимости от условий эксплуатации. Конструкция мельницы позволяет ее использовать для помола одновремённо двух и более различных материалов, с получением измельченного однородного продукта.
Основные технические характеристики мельницы.
Принцип действия.
Способ измельчения основан на центробежном разгоне сырья газом-носителем (паром). Производительность: до 20-60 кг/час (зависит от измельчаемого сырья); Удельная мощность при измельчении любых материалов: 1-2 кВт* час /кг. Энергоноситель: воздух, инертный газ — 8-9 атм, пар – 11-13 атм. Расход энергоносителя: воздух, инертный газ (н*м3/час) – 60-100, пар (кг/час)- 40-60. Крупность исходного сырья: 0,5 — 1 мм; Размер зерен готового продукта (дисперсность): до 1-3 мкм и меньше; Способ загрузки: согласно техническому заданию Заказчика; Способ выгрузки: периодический без остановки, через накопительный бункер. Напряжение питающей сети: 220 В; Масса аппарата: 20кг; Габаритные размеры аппарата — 580 х 610 х 820 (h) мм (могут отличатся) Комплект поставки. Мельница — 1 к-т. Паспорт. Прочая информация. Наша организация гарантирует безотказную работу мельницы в течение двух лет, с момента пуска ее в эксплуатацию, при соблюдении правил эксплуатации и обеспечивает Потребителей необходимыми запасными частями. Мы можем спроектировать и изготовить мельницу производительностью до 1-1,5 тонн/час как с питанием от воздушного компрессора, так и от парового котла. Конструкции существующих струйных мельниц имеют следующие недостатки: при незначительных повреждениях рабочей поверхности помольной камеры снижается скорость помола и как следствие снижается производительность мельницы; как правило, измельчаемое сырьё вводят в мельницу в месте расположения одного из сопел, что почти всегда приводит к разрушению рабочих поверхностей в месте ввода сырья; конструкция помольной камеры неразборная и при ухудшении рабочих характеристик вследствие износа стенок размольной камеры требует сложного ремонта или замены помольной камеры. Уникальные преимущества мельницы МС-100 М Конструкция нашей мельницы высокотехнологична. Главным отличием данной конструкции струйной мельницы МС-100М является её универсальность и эксплуатационная долговечность. Основным недостатком струйных мельниц является износ поверхности корпуса, особенно абразивными материалами, после чего мельницу приходится ремонтировать (заваривать раковины), а то и просто изготавливать новую. Ввод продукта в подавляющем большинстве конструкций осуществляется вместо одного из сопел мельницы. Это приводит к снижению угловой скорости газового потока и, как следствие – ухудшение производительности. Износ мельницы происходит как раз в зоне ввода продукта. В нашей конструкции ввод измельчаемого материала осуществляется через центральную часть мельницы в зоне наименьшей скорости газового потока при помощи дополнительного сопла-эжектора, находящегося вне камеры. Это дает возможность иметь большую скорость вращения газового потока, чем в распространённых струйных мельницах известных производителей и тем самым улучшить качество помола.. Сама же разборная помольная камера состоит из трех деталей: двух щечек виде тарелок и оригинального соплодержателя, заменой которых можно менять технические характеристики мельницы. Оригинальная конструкция циклона разгрузки позволяет еще до фильтров выделить основную массу измельченного продукта. Преимущества: более низкие удельные расходы энергии; компактность, малые габариты и низкая металлоемкость; высокая производительность и степень измельчения готового продукта от 10 до 100 крат (в зависимости от вязкого сырья).
Основные направления деятельности компании
Компания «Ратмир Инжиниринг» начинала свою работу, ориентируясь на разработку систем автоматизации технологических процессов (АСУ ТП). Выполняя проекты промышленной автоматизации, мы столкнулись с потребностью предприятий в создании единой автоматизированной системы управления, которая объединит систему управления технологическими процессами и систему управления предприятием. В процессе реализации комплексного подхода к автоматизации предприятия деятельность компании расширилась в сторону создания систем учета, анализа и управления. Автоматизация производства Автоматизация промышленных объектов (АСУ ТП) и поставка средств промышленной автоматизации; Разработка диспетчерских систем визуализации и контроля; Автоматизация и запуск новых или законсервированных линий; Модернизация автоматизированных систем управления работающих производственных линий и установок; Разработка специализированных контроллеров и программного обеспечения по требованию заказчика; Разработка нестандартных решений, направленных на преодоление отдельных «узких» мест на производстве; Интеграция отдельно управляемых станков и механизмов в законченные технологические линии; Поставка промышленного оборудования и производственных линий зарубежных производителей. Автоматизация управления Внедрение систем оперативного и бухгалтерского учета на базе 1С; Внедрение систем анализа данных на основе OLAP технологий; Разработка систем с использованием PDA. Самым важным направлением, которое мы для себя определили и стараемся ему неуклонно следовать — это приоритетная техническая поддержка установленного оборудования и программного обеспечения. Работа над конкретными проблемами вместе с нашими заказчиками позволяет нам не только поддерживать свою репутацию, но и дает идеи для новых решений и практических разработок.
Разработка и производство промышленной электроники
Коллектив высококвалифицированных инженеров разработает микропроцессорную и силовую электронику. Разработка и производство нестандартного оборудования Специалисты НТЦ «Ратмир» разрабатывают нестандартное промышленное оборудование.
3.1.3 Газодинамические дезинтеграторы
Относительная универсальность механических способов измельчения материалов определяет их широкое использование даже в ущерб производительности или энергоемкости на отдельных операциях, так как в условиях производства удобнее применять традиционные однотипные механизмы, чем использовать более эффективные устройства, отличающиеся по принципу действия и требованиям организации работ. С у щ е с т в е н н у ю роль и г р а ют т а к ж е н а лич и е квалифицированных кадров, ремонтной базы и определенная инертность и традиционность технического мышления. Тем не менее, общеизвестно, что развитие механических способов не идет по пути интенсификации процессов обработки и характеризуется только тенденцией увеличения усилия, прилагаемого к рабочему органу, при внедрении его в обрабатываемый материал. Увеличение мощностей привода м а шин не дает нового качественного эффекта, но сопровождается ростом массы и габаритов машины, что повышает трудоемкость, энергозатраты, металлоемкость, требует развитой и дорогостоящей ремонтной базы. Увел иче н ие ус и л и я на р абочем органе, как правило приводит к его быстрому выходу из строя, а применение дорогостоящих и дефицитных материалов, повышающих его прочность и износостойкость, не даст достаточного эффективно и, часто, экономически невыгодно. Механический рабочий орган стал наиболее уязвимым в технологической схеме получения тонкомолотых материалов. В настоящее время интенсификация процессов измельчения обеспечивается за счет применения иных, принципиально отличных технологических процессов и машин, использующих в качестве рабочего органа различные энергетические потоки и поля, вырабатываемые генераторами и направляемые на обрабатываемый объект (измельчаемый материал). Свойства этих потоков и полей таковы, что в самом материале развиваются разрушающие напряжения и (или) изменяются физико-химические свойства. Термогазодинамическая обработка строительных материалов. –М.: Стройиздат, 1985. –208 с.) По видам воздействия и особенностям процесса способы обработки материала (Боженов Е. П. подразделяет на: — динамические, характеризуемые высокоскоростным динамическим воздействием рабочего энергетического потока (рабочего тела) на обрабатываемый материал, ведущим к потере его целостности; — термические, характеризуемые возбуждением и развитием во времени термических процессов в теле обрабатываемого объекта под действием энергетических полей и потоков, обладающих свойствами, необходимыми для жирования этих процессов; -термогазодинамические, основанные на ударном возбуждении в среде сложного комплекса механических и термических явлений и фазовых переходов, совмещенных с эвакуацией продуктов разрушения от зоны обработки, под термогазодинамическим воздействием высоко скоростного (звукового и сверхзвукового) газового потока, К группе динамических способов относятся взрывной, гидравлический, электрогидравлический и электроимпульсный. Последние два составляют подгруппу электрогидродинамических способов Широко распространен взрывной способ Разрушение происходит в результате возникновения ударных волн в зоне расположения взрывчатых веществ (ВВ) при их детонации. Этим способом дробят большие массивы горной породы, взрывают на выброс талые и мерзлые грунты, дробят негабариты, проходят скважины, раскалывают каменные блоки, направленным взрывом разрушают строительные конструкции и т. д. Основное его преимущество — малая энергоемкость и трудоемкость, недостатки — невозможность поточной технологи при добыче горной массы, ограниченное использование при реконструкции промышленных предприятий из-за наличия ударной воздушной волны и существенного сотрясения почвы и фундаментов При гидравлическом способе используется динамическая энергия водяной струи, выбрасываемой из сопловой насадки под высоким давлением, что позволяет разрушать рыхлые, мягкие и скальные породы. Угли разрушаются при давлении 2—10 МПа, прочные среды (14—16 по шкале проф. Ж. М. Протодьяконова) при 100—200 МПа и скорости водяной струи 200—500 м/с Подгруппа электрогидродинамических способов использует эффект создания в ограниченном гидравлическом объеме (в шпуре) ударных волн, вызванных электрическим разрядом. Жидкость является рабочим телом и объемно воздействует на материал, вызывая в нем механические напряжения выше допустимых. Эти способы эффективно, применяют лkя разрушения монолитных объектов, выколки блоков, разрушения фундаментов и других строительных конструкций. Электрогидроимпульсный способ характеризуется подводом к жидкости, находящейся в емкости (шпуре ) разряда от генератора импульсов напряжения или генератора импульсов тока, которые нициируют возникновение ударных гидравлических волн. Термогазодинамические способы обеспечивают одновременное динамическое и термодинамическое воздействия на материал и являются наиболее универсальными. Применение для обработки минеральных материалов скоростного горячего газового потока качественно изменило как механизм разрушения, так и условия ведения процесса. Термогазодинамический метод обработки материалов лежит в основе функциионирования газодинамических дезинтеграторов.
3. 1.4. История развития газодинамического способа измельчения
Принцип измельчения материалов энергией газовой струи был заложен теоретическими разработками …. …В Советском Союзе применение струйных мельниц началось во Всесоюзном теплотехническом институте для измельчения каменных углей …ставшей прототипом серии струйных мельниц, которыми в 19.. году было произведено … млн тонн тонкомолотых материалов. К 1975 году были накоплены солидные данные по измельчаемости горных пород: железных руд, известняка, талькомагнезита, мрамора, кварцита. Благодаря усилиям советских ученых Пешкова, Кисельгофа, В.И. Акунова, Б.К. Тельнова, В.И. Горобца, Л.Ж. Горобец и др. были заложены основы советской школы исследования и создания принципиально новой технологии струйного измельчения материалов минерального происхождения. Направленность этих работ отличалась оригинальностью научно-технических решений, которые по техническому уровню опережали зарубежные разработки. Так, в СССР с 19 65 года в качестве рабочего тела струйных мельниц широко используются продукты горения газообразных и жидких топлив в среде сжатого воздуха, а в качестве источника рабочего тела испытаны газотурбинные и турбореактивные двигатели, исчерпавшие свой летный ресурс. В этот же период начались исследования по отработке режимов газодинамического диспергирования материалов органического происхождения. В настоящее время в этом направлении успешно работает научно-исследовательский коллектив под руководством профессора, доктора экономических наук А.В. Руцкого, кандидата технических наук, доцента В.И. Горобца, инженеров: Б.И. Горобца, Мороза М. В. и др.
3.1.5. Перспективы развития газодинамического диспергирования материалов
Если в начале своего развития струйный метод измельчения использовался только для измельчения …., то в последующем благодаря работам советской научной школы, он стал применяться для получения цементов, … , а также в качестве активатора целого ряда материалов. Вопросы получения тонкомолотых материалов в струях газового энергоносителя подробно рассмотрены в работах (…). Газодинамический способ измельчения позволяет: — организовать производство высококачественного вяжущего; — организовать выпуск технического мела; — … Ежегодно перерабатывается …. … Высокая стоимость, низкая производительность традиционных методов …обработки…- основная причина вытеснения ( природного камня бетоном и ж.-бетоном).. nike air max 90 В странах бывшего СССР разрабатывается более .. это наиболее трудоемкое и В год разрабатывается около … . Газодинамический способ диспергирования … Сверхзвуковая газовая струя разрушает … Газодинамический способ измельчения по количеству операций, условиям обработки и видам обрабатываемых материалов, более перспективен в сравнении с другими, традиционными, способами. Специфические свойства высокоскоростной сверхзвуковой и дозвуковой газовой струи (высокая концентрация тепловой и кинетической энергии, возможность изменения химического состава среды в зоне обработки и т .п.), позволяет расширить диапазон практического применения рассматриваемого способа. Изменяя соответствующим образом эти свойства можно получать материалы с заданными качествами: цементный клинкер путем обжига шихты в зоне столкновения скоростных дисперсных потоков, автоклавную обработку строительных материалов, осуществлять обжиг — спекание грунтовых поверхностей и т.п. Но, несмотря на отмеченные технико-экономические преимущества, объем внедрения газодинамического способа диспергирования не соответствует его потенциальным возможностям, поскольку требует значительных усилий специалистов различных профилей: специалистов в области термогазодинамики, технологов, конструкторов и организаторов производства в различных отраслях промышленности, сельского хозяйства, медицины. В серьезной разработке нуждаются вопросы поведения материалов минерального и органического происхождения под воздействием газовой струи, выбора оптимальных параметров струи, разработки конструкции и определения режимов работы газодинамических дезинтеграторов, а также организации производства на их основе.
IV Физико-химические основы термогазодинамического диспергирования материалов
4.1
Термин «термогазодинамическое измельчение» характеризует процесс получения измельченных материалов путем преобразования кинетической и тепловой энергии газовой струи в работу разрушения материала. Воздействие скоростной струи на обрабатываемые материалы характеризуется сложным комплексом термических, ударных, газодинамических, физико- и механо-химических, акустических и др. процессов. Характер обработки материалов минерального и органического происхождения зависит от сложных и взаимосвязанных процессов, протекающих в конструктивных элементах технологической схемы дезинтегрирования – в источниках подготовки рабочего тела, в системах подачи рабочего тела и обрабатываемого материала в зону смешения, в зонах смешения и обработки материала, в зонах разделения материала по крупности и выделения его из потока. Струя, являясь рабочим телом возбуждает в материале процессы, определяющие характер его разрушения. Необходимо выделить три основных взаимосвязанных фактора воздействия струи на обрабатываемый материал: термическое, газодинамическое и физико-химическое. Первый обусловлен уровнем теплосодержания и способностью к интенсивной теплопередаче скоростной и, особенно, сверхзвуковой газовой струи, второй – спецификой образования струи, структурой и характером её взаимодействия с материалом и, наконец, третий – спецификой химических реакций. Первые два фактора способствуют интенсивному возбуждению в минеральной и органической среде процессов, определяющих эффективное направленное разрушение, которое не наблюдается при воздействии дозвуковыми или несформированными газовыми потоками. Резкое увеличение теплопередачи от звуковой и особенно сверхзвуковой струи к материалу изменяет характер процесса разрушения и существенно повышает влияние неоднородности его физико-химических свойств. Макро — и даже микронеоднородности измельчаемого материала обусловливают термические напряжения в значительно большей степени, чем при тепловом воздействии в воздушной среде или низкоскоростным потоком. Явления поверхностной деструкции, наличие трещин, посторонних включений, особенности протекания химических реакций, выделение газа, кристаллизационной воды, образование жидкой фазы в обрабатываемом материале способствуют накоплению в нем разрушающих напряжений. Интенсивное возникновение и накопление температурных напряжений — результат термического воздействия сверхзвуковой высокотемпературной струи. В силу возможной нестационарности процессов, происходящих в устройствах подготовки рабочего тела, в них могут возникать колебания различной частоты. Эти колебания передаются струе и могут инициировать такие же колебания во всей системе. Квазипериодичность пульсаций потока приводят к соответствующим колебаниям температуры и давления в зоне взаимодействия потока с материалом, способствуя тем самым, неравномерной теплопередачи по периметру материала, обусловливая неравномерность нагрева материала. chaussure asics Градиенты давлений и температур способствуют возникновению разрушающих напряжений.
4.2. Структура процесса газодинамического диспергирования материалов
Газодинамический дезинтегратор является тепловой машиной с определенным термодинамическим циклом. Для реализации указанного термодинамического цикла технологическая схема газодинамического диспергирования включает в себя: — систему подготовки рабочего тела, состоящую из источника сжатого воздуха и устройства подвода тепла; — (ускоряющую) систему (газодинамического) ускорения рабочего тела; — смесительные устройства с системой регулируемой подачи измельчаемого материала; — классификатора; — пылеосадительных устройств с бункерами-разгрузителями; спосос — пневмотранспортной системы. Эффективность газодинамического дезинтегратора определяется особенностью и взаимосвязью процессов, протекающих в каждом его структурном элементе и, в целом, может характеризоваться приведенной интенсивностью процесса измельчения Gп, определяемой количеством полученного измельченного продукта при затрате 1 кВтч энергии (?). Чем выше Gп, тем лучше организован процесс измельчения: Gп = m / G∑» G∑»- израсходованная энергия; m–масса полученного материала. Для оценки работоспособности ГДД, по аналогии с принципом оценки эффективности работы любой газодинамической системы могут быть использованы такие показатели, как … Тяга реактивного двигателя определяется уравнением: R* = Rдин*+ Rст* = mwс + Fc(Pc – Pн), где m – секундный расход газа, кг/с; wс — скорость газового потока на срезе сопла; Fc — площадь выходного сечения сопла; Pc, Pн – давление рабочего тела, Rдин* = mwс соответственно на срезе сопла и окружающей среды; Rст* = Fc (Pc – Pн) – статическая составляющая тяги; Rдин* = mwс – динамическая составляющая тяги. Динамическая составляющая тяги Rдин*(импульс потока), зависящая от скорости истечения газа, является основной характеристикой помольного узла ГДД. Скорость истечения, в свою очередь, определяется параметрами газа перед истечением (температурой, давлением, составом газа – молекулярной (?) составляющей), а также зависит от типа ускорителя, конструкции сопла, смесительной и помольной камеры. Для получения требуемого положительного эффекта при заданных физико-химических свойствах измельчаемого материала, необходимо менять характер термического и газодинамического воздействия, обеспечиваемое, например, путем изменения конструктивного оформления и режимов работы определенного элемента ГДД. При этом в каждом отдельном случае будет наблюдаться преобладание определенных видов нестационарных процессов в обрабатываемом материале, обеспечивающих требуемые качества получаемого продукта. В качестве сравнительных показателей работы различных конструкций газодинамических дезинтеграторов могут быть использованы значения: удельного импульса, удельных затрат энергии и рабочего тела на измельчение, удельного веса, используемого оборудования, термического кпд … Удельный импульс определяется из отношения Rуд* = Rдин*/Qг = wс / g , где Qг – секундный расход газа, кг/с; g= 9,81 м/с2 – гравитационная постоянная. Удельный вес используемого оборудования gу: gу = Му / Rдин*, где Му – масса оборудования технологической схемы газодинамического диспергирования. ….
2.8. Особенности процессов в элементах ГДД
В начале термодинамического цикла лежат процессы сжатия рабочего тела и его нагрев. Последующее преобразование внутренней энергии газа в работу совершения внутримельничных процессов осуществляется в соответствующих функциональных элементах – в соплах, смесительных камерах инжекторов, в помольной камере , классификаторе… (? ??) В зависимости от способа и степени нагрева рабочего тела, процесс ускорения рабочего тела может осуществляться газодинамическим, элекродинамическим …. способами . При газодинамическом способе ускорения работа расширения газа в сопле от величины давления перед истечением (в камере) — Рк до давления Рс — в сопле, аккумулируется как кинетическая энергия. В случае Рс /Ра > Ркр, (где Ра – атмосферное давление) давление на срезе сопла Рс зависит от величины отношения выходного сечения сопла fа к его критическому сечению fкр и давления перед истечением Рк. При fа / fкр = 1 Рс = Ркр = Рk (2 1+к) к / (к-1), ????? где Ркр – критическое давление; к – показатель адиабаты. Для случая идеального цикла (Рк = const) рабочее тело – газ подчиняется законам идеального газа. Уравнение первого закона термодинамики запишется: Uс — Uк + L + (wс2 – w2к) / 2 g , (2.9.) где Uс = сvТс + Uвс ; Uк = сvТк + Uвс; Uвс – внутренняя энергия газа в объеме соплового канала; сv — теплоемкость газа при постоянном объеме; wк – скорость газа перед истечением (wк =0); Тк, Тс – температура перед истечением и на срезе сопла; L = РсVc – Pk Vc = RTc – RTk — работа газа; R – газовая постоянная; Vc, Vк – объем газа соответственно в сопле и в камере. Формула (2.9.) преобразуется: сvТс — сvТк + RTc — RTk + wс2 /2 g =0. Полезная работа: Lад = w2а / 2 g = Ik — Ic = cp (Тк — Tc) = cp Тк (1 — Тс / Тк), Где Ik, Ic – энтальпия газа соответственно перед истечением и в сопле (? В его критическом сечении). Учитывая, что Ik = cp Тк = [k / (k-1)] RTk, а Тс / Тк = = (Pc / Pk)(k – 1) / K, получим формулу удельной работы цикла: Lад = [k / (k-1)] RTk [1 – (Pc / Pk)(k – 1) / K] = = [k / (k-1)] RTk [1- 1/(dca)] (k – 1) / K, где а = k / (k-1). Термический КПД ht =(Ik — Ic) / Ik = 1– (Tk / Тк) = 1-(Pc / Pk) = 1- 1/(dca), т.е. эффективность термодинамического цикла зависит от степени расширения газа в сопловом канале dc и численного значения показателя адиабаты, зависящего от химических свойств газа. Следовательно, основные показатели работы термогазогенератора (?) зависят от скорости истечения газа из сопла и массы истекающего газа, а показатели работы струйного аппарата – от Tk, Tс, R, зависящих от химического состава газа, а также от Рк и Pс, зависящих в свою очередь от параметров системы подачи компонентов в систему подготовки рабочего тела и геометрии сопла.
Глава 4 Харакеристика рабочего тела ГДД
4.1 Структура газовой струи.
Скоростная газовая струя, как рабочее тело газодинамического дезинтегратора, генерируется источником газового энергоносителя и формируется газодинмическим устройством – соплом, геометрия которого определяет строение тела струи, выходящей из сопла и её скорость. Сопло рассчитывается таким образом, чтобы обеспечивалась максимальная скорость истечения газа в рабочих условиях. Поскольку газовая струя в газодинамичеком дезинтенграторе является рабочим телом и определяет характер процессов её взаимодействия с измельчаемым материалом, её воздействие на материал должно являться основным объектом изучения и рассматриваться с точки зрения выявления и использования свойств, способствующих повышению эффективности обработки материала. Изучение свойств сверхзвуковой струи, вначале развития гаодинамики (конец XIX и начало XX веков), носило познавательный характер, а первые попытки практического её применения для измельчения материалов минерального происхождения не имели глубокого теоретического обоснования. В работах Кисельгофа , В.И.Акунова …рассмотрено движение отдельных частиц, … однако авторы указанных работ не уделяют должного внимания особенностям строения сверхзвуковой струи и влияния на эффективность разрушения материала. Картина течения в сверхзвуковой струе, вытекающей из осесимметричного сопла зависит от целого ряда факторов: — от степени нерасчетности струи, определяемой величиной отношения давления на срезе сопла Pc и на границе струи с окружающей средой Pн (n = Pc / Pн); — угла раствора сопла ψ; — значения параметров струи (Тс, Мс, Рс) на срезе сопла; — состояния наружной среды, в которую истекает струя (фазовое состояние среды, её давление, скорость перемещения). Режим работы ГДД может характеризоваться одним из трех видов истечения струи: — истечение в расчетном режиме n = 1 (Рс = Рн); — истечение с недорасширением n > 1 (Рс > Р н); — истечение с перерасширением n < 1 (Рс < Р н). Структура струи в соплах с постоянной геометрией может изменяться (изменяется) с изменением давления газа перед истечением или изменением наружного давления. Независимо от условий истечения сверхзвуковая струя (рис. 1) разбивается на три основных участка [Гинзбург А.П. Аэрогазодинамика. – М.: Высшая школа. 1968]; I – начальный газодинамический участок, где влияние вязкости и теплопроводности сказывается лишь в тонком пограничном слое. Структура потока определяется исходя из рассмотрения задач газовой динамики в идеальной жидкости. Картина существенно зависит от степени нерасчетности n и угла раствора сопла; II – переходный участок, на котором оказывает влияние турбулентность, разделяется на первый переходный участок (а), в котором сохраняется ядро постоянных скоростей (осевая скорость постоянна), и второй переходный участок (б), в котором ядра постоянных скоростей нет, а максимальная скорость лежит не на оси струи; III – основной участок, для которого справедливы соотношения свободных турбулентных струй. Возможные картины течения струи на начальных участках показаны на рис. 2 [c. 71 Боженов Е.П. Термогазодинамическая обработка строительных материалов. –М.: Стройиздат. 1985.] При выходе струи из сопла на его кромках образуются волны разрежения, достигающие линии ударного фронта, образующегося на противоположном срезе сопла, а не границы струи, как принято в [Ягупов А.В. Тепловое разрушение горных породи огневое бурение. – М.: Недра, 1972.]. Из-за возникновения волн разрежения и расширения потока давление в нем уменьшается. Картина течения при значении нерасчетности, равной или близкой к единице, характеризуется х-образным ударным фронтом (рис. 23, а) При n > 2 возникает Маховская конфигурация (рис. 23 б). asics gel quantum 360 У среза сопла имеется конусообразная зона VI, ограниченная волнами разрежения, сходящими с кромки сопла. Её параметры близки к параметрам на срезе сопла. У среза сопла возникает течение разрежения в виде центрированной волны. Эта зона IV ограничена первой волной разрежения и ударной волной. Давление на границе струи, выходящей из сопла равно Рн. Ударная волна заканчивается в точке С Маховского диска, пересекающего ось струи под прямым углом. С краев диска по течению сходит новая ударная волна, которая достигнув границы струи, вызывает появление центрированной волны разрежения, определяющей вторичное разрежение струи. Одновременно с контура диска Маха сходит стационарный разрыв, отделяющий газ, прошедший через диск Маха, от газа, прошедшего через две ударные волны. timberland roll top pas cher В зоне V наблюдается течение разрежения вследствие отражения волн разрежения от оси струи. Течение в зоне I носит сложный характер, траектория частиц (газа) имеет значительную кривизну, В зоне III за диском Маха течение дозвуковое. Векторы скорости в зонах II и III мало отличаются от осевого направления. Давление в них равно Рн. У выхода из сопла вблизи точки А наблюдается течение разрежения типа Прандтля-Майера. Поток расширяется и давление уменьшается от Рс до Рн . Граница струи – это линия скольжения, при переход через которую параметры значения плотности и скорости скачкообразно. Параметры на границе определяются известными уравнениями [Гинзбург Аэрогазодинамика. – М.: Высшая школа. 1968] .