Способ струйного измельчения материалов путем ускорения частиц в потоке газа, последующего их разрушения в вихревых потоках и выделения из потока частиц с заданным размером, отличающийся тем, что повышение эффективности разрушения частиц, обеспечивают вихревым движением потока в плоскостях перпендикулярных направлению ускоренного движения частиц. Газодинамический дезинтегратор, включающий источник газового энергоносителя, инжекторные устройства с разгонными трубками, помольную камеру, классификатор и транспортные трубопроводы отличающийся тем, что разгонные трубки и транспортные трубопроводы выполнены в виде симметричных n – угольников, число углов которых принимается обратно пропорциональным заданной крупности частиц получаемого продукта. Газодинамический дезинтегратор, включающий плазмотронный источник газового энергоносителя, инжекторные устройства с разгонными трубками, помольную камеру, классификатор и транспортные трубопроводы, отличающийся тем, что в качестве источника газового энергоносителя применен плазмотрон с вихревой стабилизацией дуги. Эта категория плазмотронов наиболее многочисленна. basket jordan 11 В большинстве случаев в них для стабилизации дуги используется закрученный поток газа, поэтому плазмотроны такого типа и называются плазмотронами с вихревой стабилизацией дуги. Закрутка газа осуществляется с помощью вихревой камеры (одной или нескольких), в которой вращательный импульс сообщается газу за счет его тангенциального ввода в камеру (см.: Жуков М. Ф., Смоляков В. Я., Урюков Б. А. Электродуговые нагреватели газа (плазмотроны), — М.: Наука, 1973. С. 15, с. 104, глава VI). Рассмотрение плазмотронов с вихревой газовой стабилизацией начнем с так называемого однокамерного плазмотрона (рис. 1.2, а). В нем вихревая камера расположена между плоским торцовым или стержневым электродом и выходным трубчатым металлическим электродом. Из вихревой камеры газ втекает в межэлектродный зазор, подхватывает дугу, зажженную каким-либо способам в межэлектродном промежутке, и вытягивает ее в направлении выхода. Основная часть дуги стабилизируется на оси выходного электрода из-за градиента давления в вихре, а. относительно короткий участок замыкает осевую часть дуги на электрод. Между столбом дуги с переменным по длине потенциалом и металлическим электродом с постоянным потенциалом возникает переменная по длине разность потенциалов. Под действием этой разности потенциалов между дугой и стенкой электрода происходит слаботочный разряд, приводящий при достаточной проводимости к пробою промежутка. Напряжение пробоя зазора здесь значительно выше, чем при стабилизации дуги стенкой, так как между стенкой и дугой имеется относительно толстый слой холодного газа. Удлинение дуги, увеличивающее разность потенциалов между осевой частью столба дуги и электродом, приводит, таким образом, к пробою промежутка «дуга— стенка электрода» в некотором сечении канала и образованию нового, укороченного участка дуги. Укороченная дуга вновь растягивается газовым потоком до момента возникновения нового пробоя и т. д. Этот процесс, получивший название шунтирование [31, 32], ограничивает длину дуги и падение напряжения на ней (подробнее см. в главе VI).. Дуга такого типа называется дугой с самоустанавливающейся длиной. Периодический пробой вызывает рассредоточение эрозийного воздействия опорного пятна на большую поверхность, что увеличивает ресурс электрода. Кроме того, осевое движение пятна…с.16. Air Jordan 13         6.1. Особенности аэродинамики плазмотронов Рассмотрим течение газа в вихревой камере и выходном электроде. Пространственная стабилизация дуги в плазмотронах вихревых схем (рис. 1.2—1.4 главы I) в большой мере определяется аэродинамическими характеристиками закрученного потока газа. Закрутка газа обеспечивается одной или несколькими (в двухкамерном плазмотроне) вихревыми камерами, которые ■ являются наиболее удобными и компактными аппаратами, обеспечивающими равномерный по окружности ввод задрученного газа в полость трубчатых электродов плазмотрона. В вихревой камере по мере движения газа от периферии к оси происходит выравнивание поля скорости газа (после сосредоточенного ввода его через тангенциальные отверстия) и увеличение его окружной скорости. Закрутка газа обеспечивает изменение статического давления газа по радиусу камеры за счет центробежного эффекта, причем минимум давления находится на оси камеры и электродов. При достаточной величине окружной скорости дуга, обладающая вследствие высокой температуры в столбе меньшей по отношению к окружающему газу плотностью, надежно удерживается (стабилизируется) в приосевой зоне минимального давления, даже если оси электродов изогнуты. Кроме пространственной стабилизации дуги закрутка газа обеспечивает также вращение радиальных участков дуги, а вме-ст,ё с ним и перемещение опорных пятен дуги по поверхности электродов, распределяя тепловой поток и эрозию равномерно по окружности. Ослабление закрутки приводит к дестабилизации дуги и снижению напряжения дуги с самоустанавливающейся длиной [62]. Все это определяет важность понимания явлений, происходящих в вихревой камере. Упрощенная схема ее показана на рис. 6.1. Многочисленные исследования подобных аппаратов и свободных вихрей выявили существование в вихре двух зон, отличающихся законом изменения окружной скорости ν_φ порадиусу r: потенциальной и приосевой. В этих зонах закон изменения ν_φ можно записать в виде ν_φ rⁿ = const, (6.1.1.) причем в потенциальной зоне 0<n<1, в приосевой зоне n~ -1. Для идеального газа в потенциальной зоне п=1; для вязкого газа (из-за потерь на трение внутри газа и о стенки камеры). nike chaussure п<1. В потенциальной зоне с приближением газа к оси вихревой камеры происходит увеличение его окружной скорости, а в приосевой зоне (так называемой зоне квазитвердого вращения), наоборот, уменьшение окружной скорости вплоть до нулевого значения на оси (рис. 6.1). Для анализа течения газа в вихревой камере будем использовать безразмерный коэффициент скорости λ_φ = υ_φ/a_* и параметрический критерий r = r/r_a; здесь а* — критическая скорость звука, определяемая по температуре торможения газа на входе в камеру, г_а — периферийный радиус камеры. Перепишем уравнение (6.1.1), введя в него безразмерные величины, λ_φ =λ (6.1.2) Здесь — коэффициент скорости во входных тангенциальных отверстиях. Как следует из результатов многочисленных исследований [166—171], для турбулентного течения газа в вихревой камере характер изменения относительной окружной скорости (υ _φ /υ) по радиусу камеры не зависит от расхода газа и является только функцией геометрических характеристик камеры (радиусов r₀ и r_сл и суммарной площади входных отверстий F_вх [166]). На рис. 6.2 представлены для примера профили отно-     Р и с. 6.1. Схема вихревой камеры 1 — характерный профиль окружной скорости газа Рис. 6.2. Зависимость окружной скорости течения газа от радиуса (г_а =50 мм; r_сл = 10 мм; F_вх -75 мм²) -эксперимент; ожидаемый вид кривой.

Скорость точки при круговом движении равна: ν = Rω = Окружная скорость, например, маховика – скорость точки на ободе маховика диаметром D равна υ=πDn м/мин. Угловая скорость ω= приращение угла поворота/приращение времени [1/сек]. chaussures ugg pour femme В технике угловая скорость измеряется оборотами в минуту – n [об/мин]. Численные значения угловой скорости измеренной в радианах в секунду и в оборотах в минуту, связаны равенством ω=

сительной окружной скорости по данным работы [168]. Пунктирной линией обозначен примерный ход кривой υ_φ = f(r) на малых радиусах. Условная граница между зонами, характеризуемая радиусом r₁, и коэффициент п также являются только функциями геометрии камеры. Величина r₁ всегда меньше радиуса слива г_сл и практически совпадает с радиусом воронки, которая образовалась бы, если бы в камеру вместо газа подавалась капельная жидкость [167]. Используя выражение для r₁ и уравнения υ_φ = f(r) полученные в [166], можно определить скорость υ _φ на любом радиусе вихревой камеры, если известна окружная скорость на периферии камеры . Удобнее, однако, пользоваться аппроксимирующим уравнением (6.1.1), определяя значение п из соответствия аппроксимации теоретическому расчету. В реальных вихревых камерах для квазипотенциальной зоны величина коэффициента п колеблется в пределах от 0,3 до 1. Величина этого коэффициента возрастает с увеличением параметра ξ=F_BX/r _аr _сл [166]. Из вышесказанного вытекает, что увеличение площади входа при фиксированных г_а и г_сл ведет к увеличению спепени возрастания относительной окружной скорости. Следует заметить, что абсолютное значение максимальной окружной скорости при этом падает из-за снижения , если увеличение площади входа происходит при постоянном расходе. Поэтому входную скорость газа в вихревых камерах плазмотрона принимают по величине обычно не меньше 30—40 м/сек. В то же время не следует выбирать существенно больше 100 м/сек по причинам, которые будут обсуждены ниже (см. книгу с.106) При выборе входной скорости в указанном диапазоне значение, коэффициента ξ оказывается обычно менее 0,05. Расчеты показывают, что для 0 <ξ< 0,05 коэффициент п меняется незначительно. В табл. 6.1 приведены значения коэффициента п и для ряда значений геометрической характеристики r_а/r_сл при ξ< 0,05. Табличные данные могут быть использованы при оценочных расчетах вихревых камер плазмотронов. Рассмотрим теперь распределение статического давления по радиусу, характер которого, в конечном счете определяет степень стабилизации столба дуги на оси электродов плазмотрона. Используя связь (6.1.2), уравнение Бернулли и условие «диабатичности течения и пренебрегая квадратом радиальной составляющей скорости по сравнению с , получим закон изменения статического давления по радиусу потенциальной зоны [168]       Газодинамический дезинтегратор, включающий источник газового энергоносителя, инжекторные устройства с разгонными трубками, помольную камеру, сепаратор с вращающейся зоной сепарации и транспортные трубопроводы, отличающийся тем, что внутренняя боковая поверхность сепаратора снабжена ребрами, установленными под острым углом к образующей боковой его поверхности, в сторону противоположную направлению вращения потока, а высота каждого ребра устанавливается большей крупности самой крупной частицы, подаваемого на измельчение исходного материала.   Центробежный сепаратор с вихревой зоной сепарации, включающий центробежный сепаратор с вращающейся зоной сепарации и включенный, последовательно с ним, сепаратор циклонного типа с неподвижной зоной сепарации, представляющий группу циклонов, входная часть которых, подключена, с равномерным распределением по периметру, к выходной части сепаратора с вращающейся зоной сепарации, соединительными патрубками, отличающийся тем, что соединительные патрубки выполнены криволинейными, радиус изгиба (кривизну) которых выбирают равным R > 1,5D и регулируют с учетом характеристик (размера, шероховатости поверхности) сепарируемых частиц. (с.56). Центробежный сепаратор отличается также тем, что каждый из циклонов сепаратора с неподвижной зоной выполнен с обратным конусом в расширяющейся части которого установлена неподвижная замкнутая коническая разделительная поверхность, обращенная своим основанием вверх. (с.59) Благодаря разделению потока сепарируемого материала по группе циклонов снижается средняя концентрация пыли, способствуя снижению деформации профиля скоростей транспортирующего газа, обеспечивая, тем самым, повышение остроты сепарации. Организация криволинейного движения потока с подлежащими сепарации частицами, увеличивает протяженность зоны сепарации в радиальном направлении, способствующей повышению эффективности сепарации. Поворот потока в криволинейных соединительных патрубках способствует поджатию пограничного слоя, вызывающего в нем задержку перехода от ламинарного к турбулентному режиму. Asics Значение критического числа Рейнольдса, характеризующего такой переход, в криволинейных потоках, всегда выше, чем на прямолинейных участках. Наличие изогнутости у труб приводит к переходу механизма осаждения аэрозольных частиц от турбулентного к инерционному – в зависимости от конкретной схемы трубопроводной линии.     В изогнутых трубах и коленах имеют место следующие явления: утоньшение пограничного слоя на внутренней, выпуклой стенке и утолщение пограничного слоя на внешней, вогнутой стенке. Вогнутая стенка     Выпуклая стенка Общим результатом является повышение критического числа Рейнольдса в коленах по сравнению с прямыми трубами. asics nimbus Соответствующее началу турбулентного течения в изогнутой трубе с радиусом с радиусом изгиба R_изг число Рейнольдса определяется при этом формулой: Re_D = 1,85 ^. 10⁴ (d/2 R_изг)^0,3. С уменьшением радиуса изгиба в дальнейшем явления отрыва пограничного слоя и вихреобразования резко усиливаются и при Re_изг < 1,5D становятся более весомыми, чем трение в пограничном слое со всеми вытекающими отсюда последствиями [382 – Patankar S.V., Pratar V. S., Spalding D. B. Prediction of turbulent flow in curved pipes. – J. Fluid Mech., 1975, 67, part 3, p. 583 – 595.] . В цилиндрических (криволинейных) сепарирующих устрoйствах увеличение фактора разделения Fr = (увеличение центробежной силы Rω², действующей на частицу ) приводит к уменьшению относительной скорости скольжения сепарируемого продукта, а в конических — её уменьшению.  

Сепаратор (см. Авдеев Н. Е. Центробежные сепараторы для зерна)

  Строгому и аргументированному выбору способов и средств сепарации (разделения) зерновой смеси будет способствовать, в первую очередь изучение физико-механических свойств компонентов, а также выявление благоприятного сочетания параметров, определяющих процесс сепарации. Ясное физическое истолкование стохастической природы сепарирования материалов способствует анализ уравнений движения частиц. Доминирующим фактором, благоприятствующим успешному разделению частиц является результирующие составляющие действующих на них сил.     Существуют способы разделения сыпучих материалов по форме и свойствам поверхности путем воздействия сил трения, центробежных и гравитационных сил. Величина сил трения, используемых для разделения частиц сепарируемой смеси по фрикционным свойствам, в поле центробежных сил определяется гравитационными и кориолисовыми силами, а в гравитационном поле – только силами гравитации. Реализуется в лопастных центрифугах и в сепараторах с фрикционной цилиндрической поверхностью, вращающейся относительно горизональной или вертикальной оси. Кориолисова сила – одна из сил инерции, вводится для учета влияния вращения подвижной системы отсчета на относительное движение материальной точки. Эффект, учитываемый кориолиолисовой силой, состоит в том, что во вращающейся системе отсчета материальная точка, движущаяся не параллельно оси этого вращения, отклоняется по направлению, перпендикулярному к её относительной скорости или оказывает давление на тело, препятствующему такому отклонению   Ограничения на возможность разделения смесей в конических сепараторах с различными коэффициентами трения: tg θ ³ f , где θ – угол при вершине конуса центрифуги; f – коэффициент трения частиц материала. Коэффициент трения материала в значительной степени определяется его структурой. nike pas cher В случае материалов со слоистой структурой они легко расслаиваются (графит, тальк, слюда, десульфиды Мо, Wa, Ti, сульфиды -Рb, Cd, PbO, Pb, Cu, Zn, кремниевые минералы со слоистой структурой, пример, листовые силикаты SiO₄ ) и могут использоваться в качестве смазки. В некоторых фрикционных сепараторах для классификации сыпучих материалов по форме и свойствам поверхности частиц; используют неподвижные разделительные конические поверхности. Для описания движения частицы продукта по неподвижному конусу, обращенному основанием кверху, можно, воспользоваться системой уравнений (65) — (67). Так как в данном случае ω = 0, то (85) (86) N = m[g + r φ ²cos θ]sin θ . (87) Если в уравнениях (85)—(87) перед ускорением g поменять знак на обратный, то полученная при этом система при N > 0 будет описывать движение, во внутренней стороне неподвижной конической поверхности, обращенной основанием книзу. Решение такой задачи представляет интерес для обоснования параметров фрикционного сепаратора, схема которого приведена на рисунке 17. Рис. 17. Фрикционный сепаратор с неподвижной конической разделительной поверхностью: / — загрузочное устройство; 2 — лопасть переменной длины; 3 — распределительный диск; 4 — коническая фрикционная поверхность; 5, 8 — выход фракции; 6 — приемный конус; 7 — регулировочное устройство; 9 — коническая диафрагма; 10 — гайка; // — воздухопровод; 12— электродвигатель; 13 — вариатор.   Принцип работы сепаратора состоит в следующем. Зерновой материал из загрузочного устройства 1 поступает на распределительный диск 3 и далее подается на неподвижную коническую поверхность 4. При движении по конической поверхности частицы сепарируемой смеси затрачивают свою кинетическую энергию на преодоление сил трения. Более шероховатые частицы быстрее теряют скоростъ, вследствие чего они раньше отрываются от конической поверхности 4 и падают под действием гравитационных сил в приемный конус 6, откуда и выводятся из сепаратора через патрубок 8. Гладкие частицы собираются в патрубке 5. Соотношение между фракциями изменяют перестановкой премного конуса 6 по высоте и регулированием конической диафрагмы 9. Оптимизации процесса сепарирриррирования достигают подбором кинематического режима распределительного диска 3, изменением длины лопастей 2 и регулированием высоты расположения диска. Для разделения зерновых материалов по фрикционным свойствам предложен сепаратор с набором неподвижных разделительных конических поверхностей, установленных одна над другой [90].