WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 | 3 |
• • Министерство образования и науки Российской Федерации ГОУ ВПО «Тамбовский государственный технический университет» Часть 1 Лабораторные работы для студентов дневного и заочного отделений специальности 240801 Тамбов Издательство ТГТУ 2006 УДК 66.022.5(076.5) ББК Л11-5я73-5 М382 Утверждено Редакционно-издательским советом университета Рецензент Кандидат технических наук, доцент кафедры ТиТМП Тамбовского государственного технического университета З.А. Михалева Составители:

В.Я. Борщев, Г.С. Кормильцин, М.А. Промтов, Л.А. Воробьева М382 Машины и аппараты химических производств : лабораторные работы / сост. : В.Я. Борщев, Г.С.

Кормильцин, М.А. Промтов, Л.А. Воробьева. – Тамбов : Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2006. – Ч.1. – 32 с. – 100 экз.

Приведены методические указания к лабораторным работам, изложен порядок их выполнения и обработки опытных данных.

Предназначены для студентов дневного и заочного отделений специальности 240801.

УДК 66.022.5(076.5) ББК Л11-5я73-5 © ГОУ ВПО «Тамбовский государственный технический университет» (ТГТУ), 2006 Учебное издание Часть 1 Лабораторные работы Составители:

БОРЩЕВ Вячеслав Яковлевич, КОРМИЛЬЦИН Геннадий Сергеевич, ПРОМТОВ Максим Александрович, ВОРОБЬЕВА Лилия Абдукаримовна Редактор О.М. Ярцева Компьютерное макетирование Т.Ю. Зотовой Подписано в печать 5.12.06 Формат 60 84/16. Бумага офсетная. Гарнитура Тimes New Roman.

1,9 уч.-изд. л. Тираж 100 экз. Заказ № 752 Издательско-полиграфический центр ТГТУ 392000, Тамбов, Советская, 106, к. 14 ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ Основы безопасности эксплуатации установок При выполнении лабораторных работ следует руководствоваться следующими рекомендациями:

1 Приступать к выполнению работы можно только после ознакомления с методикой ее проведения.

2 Включать установки можно только в присутствии преподавателя или лаборанта.

3 Запрещается определять геометрические размеры установки и отбирать пробы материала во время ее работы.

4 Во избежание травмирования во время работы запрещается прикасаться к движущимся частям установки, а волосы и одежда работающих должны быть аккуратно заправлены.

5 Во время работы установки защитный колпак не открывать.

Порядок выполнения работы 1. Получить задание у преподавателя на режимные параметры работы установки.

2. Включить установку и вывести ее на заданный технологический режим.

3. Провести замеры соответствующих технологических параметров и занести их в таблицы.

4. Провести теоретические расчеты технологических параметров.

5. Сравнить расчетные значения параметров работы установки с опытными.

6. Оценить разницу полученных результатов и сформулировать соответствующие выводы.

7. Оформить отчет по работе.

Оформление отчета Отчет по работе должен содержать: титульный лист, название и цель работы, схему лабораторной установки, результаты экспериментальных исследований и теоретических расчетов, сравнительную характеристику расчетных и экспериментальных параметров, выводы.

Лабораторная работа ВИБРАЦИОННАЯ КОНУСНАЯ МЕЛЬНИЦА-ДРОБИЛКА Цель работы:

1. Изучение конструкции мельницы-дробилки.

2. Исследование эффективности работы мельницы-дробилки.

3. Определение энергозатрат на осуществление процесса измельчения.

Основные теоретические положения Процесс уменьшения размеров упруго-хрупкого тела от исходной крупности до требуемой путем воздействия внешних сил называется дроблением или помолом, а машины, применяемые для этих целей, дробилками или мельницами.

Использование измельченных материалов позволяет значительно интенсифицировать такие процессы, как растворение, экстрагирование, обжиг, химическое взаимодействие и др. Интенсификация перечисленных процессов обусловлена увеличением поверхности фазового контакта взаимодействующих масс.

В дробильной машине, в зависимости от ее назначения и принципа действия, могут использоваться следующие виды нагрузок: раздавливание, удар, раскалывание, излом, истирание.

В большинстве случаев нагрузки действуют одновременно, например раздавливание и истирание и др. Необходимость в различных видах нагрузок, принципов действия и конструкциях машин вызывается многообразием свойств и размеров измельчаемых материалов, а также требованиями к крупности исходного и готового продуктов.

По принципу действия и конструкции различают следующие виды дробилок: щековые, конусные, валковые, ударного действия (молотковые и роторные). Выбор типа дробилки осуществляется с обязательным учетом физико-механических свойств исходного материала: прочности, хрупкости, абразивности, крупности кусков, а также необходимой крупности кусков готового продукта. Процесс измельчения характеризуется отношением размера кусков исходного материала к размеру кусков готового продукта. Данное отношение называют степенью измельчения, и оно является важнейшим качественным показателем как самого процесса, так и дробилки в отдельности.

Существуют различные оценки степени дробления. Например, ее можно выразить как отношение размера максимального куска в исходном материале к размеру куска в готовом продукте i = dн dк (1.1) или как отношение средних крупностей (размер круглого отверстия, сквозь которое проходит 50 % всех зерен по массе) i = dн(ср) dк(ср). (1.2) Конусные дробилки используют во всех стадиях дробления при переработке самых разнообразных материалов как по крупности дробимого материала, так и по разнообразию физико-механических свойств. В этих машинах материал разрушается в камере, образованной наружным неподвижным и внутренним подвижным усеченным конусами. По технологическому назначению их делят на дробилки: крупного дробления (ККД), обеспечивающие степень измельчения i = 5…8; среднего (КСД) и мелкого (КМД) дробления (степень измельчения i = 20…50). В химической промышленности, в основном, используют дробилки КСД и КМД.



По конструктивному признаку – способу опирания вала дробящего конуса – различают дробилки с подвешенным валом, опорным пестом и с консольным валом. Последнюю конструкцию используют в машинах КСД и КМД.

Производительность конусных дробилок (при сопоставимых параметрах) выше, чем у щековых. Это объясняется тем, что в щековых дробилках площадь выходного отверстия при перемещении щеки изменяется, а в конусных она постоянная, и изменяется лишь положение подвижного конуса в камере дробления. Перекатывание дробящего конуса также способствует лучшему заполнению камеры дробления и захвату кусков.

Описание установки Вибрационная конусная мельница-дробилка (ВКМД) предназначена для дробления хрупких материалов различной прочности и твердости.

Основными составными частями мельницы-дробилки являются (рис. 1.1): основание 1, опора 2, цилиндрический корпус 3, конус 4, чаша 5, ведомый 6 и ведущий 7 дебалансы, а также электродвигатель 17.

Корпус 3 представляет собой два соосно расположенных цилиндра: наружный и внутренний. Они связаны между собой нижним фланцем и наклонной поверхностью 13, по которой измельченный материал перемещается к разгрузочному отверстию 10 в нижнем фланце корпуса. В полости, образованной внутренним цилиндром и опорой, расположены ведущий 7 и ведомый 6 дебалансы.

Чаша 5 нижней наружной частью ввинчена в упорную резьбу наружного корпуса 3. Верхняя часть чаши изготовлена в виде приемной воронки, а нижняя внутренняя – в виде конуса. С чашей 5 стопорными винтами соединена упорная крышка 12, при повороте которой чаша вывинчивается (ввинчивается) по резьбе корпуса, в результате чего изменяется расстояние между конусной частью чаши 5 и конусом 4.

В выбранном положении чаша фиксируется стопорными винтами 11. Нижняя конусная часть чаши и конус защищены от износа футеровками 14, изготовленными из марганцовистой стали.

Рис. 1.1. Вибрационная конусная мельница-дробилка (ВКМД 6) На вертикальном валу конуса 4 смонтирован ведомый дебаланс 6, установленный пятой через сферическую опору-подпятник 8 на ведущем дебалансе 7 (рис. 1.2).

На нижнем конце вала ведущего дебаланса 7 закреплен ведомый двухканавочный шкив 15, соединенный клиновым ремнем с ведущим шкивом 16 электродвигателя. 17. При работе дробилки с расположением ремня в нижних ручьях шкивов частота вращения дебалансов увеличивается на 25 % по сравнению с расположением ремня в верхних ручьях. Вращение дебалансу передается от электродвигателя через клиноременную передачу. От ведущего дебаланса 7 к ведомому 6 вращение передается через резиновые демпферы 9 (рис. 1.2). Для ограничения амплитуды колебаний ведомого дебаланса 6, определяющего угол наклоРис. 1.2. Узел вибрационной конусной мельницы-дробилки на дробящего конуса 4, служат кольца 18.

Разгрузка продукта осуществляется через разгрузочное отверстие 10 корпуса в лоток 19.

Измерение расстояния между чашей и конусом производится с помощью рисок на корпусе и крышке.

Принцип действия дробилки заключается в следующем.

Камера измельчения (рис. 1.3), образованная поверхностями футеровок конуса и чаши, имеет две зоны дробления:

верхнюю клиновидную и нижнюю параллельную.

S S SS 2 = 0 (касание) б) а) Рис. 1.3. Кинематическая схема ВКМД До включения дробилки величина разгрузочной щели равна S, при этом оси дебалансов совпадают, а расстояние между дебалансами и ограничительными кольцами 18 максимально и равно (рис. 1.3, а).

Ведущий дебаланс, вращающийся от электродвигателя через клиноременную передачу, через резиновые демпферы, передает вращение на ведомый дебаланс. Он вращается синхронно с ведущим дебалансом, при этом дробящий конус с внутренней футеровкой совершает планетарную обкатку по внешней футеровке. В результате расстояние между футеровками уменьшается с одной стороны конуса до величины S1, а с противоположной – увеличивается до S2 (при этом S1 + S2 = 2S). Величина зазора 1 зависит от толщины слоя измельчаемого материала S1 и может быть равно 0…2 (рис. 1.3, б).

Материал, подаваемый в приемную воронку, поступает в камеру измельчения. Частицы материала заклиниваются между футеровками и подвергаются сжатию и сдвиговым деформациям под воздействием дробящего конуса или самоизмельчаются. В результате происходит предварительное дробление материала. Далее частицы материала поступают в параллельную зону камеры измельчения, в которой измельчаются до требуемой крупности.

Перемещение материала в камере измельчения и разгрузка продукта осуществляется непрерывно под воздействием вибрации.

Порядок выполнения работы 1. Отрегулировать расстояние между футеровками и установить заданную скорость вращения конуса.

Регулировка расстояния между футеровками осуществляется при выключенной дробилке в следующей последовательности:

- ослабьте стопорные винты 11 (рис. 1.1);

- вкрутите до упора чашу 5 за ручки крышки, при этом риска крышки, находящаяся напротив риски корпуса, является началом отсчета;

- выкручивайте чашу до достижения необходимого расстояния между футеровками: поворот чаши на одну риску крышки изменяет расстояние между футеровками на 0,25 мм, а полный оборот чаши – на 6 мм;





- затяните стопорные винты.

2. Провести замеры геометрических параметров мельницы-дробилки. Результаты измерений занести в табл.

1.1.

3. Включить привод дробилки и произвести замер частоты вращения дробящего конуса. Результаты измерений занести в табл. 1.1.

4. Провести замер расхода электроэнергии по приборам на холостом ходу. Результаты измерений занести в табл. 1.3.

5. Приготовить три порции исходного материала заданной массы и произвести его ситовой анализ. Результаты занести в табл. 1.2.

6. Включить привод дробилки и произвести процесс измельчения исходного материала. Одновременно произвести замер расхода электроэнергии по приборам за время измельчения заданной порции исходного материала (на рабочем ходу). Результаты измерений занести в табл. 1.3.

7. Произвести ситовый анализ измельченного материала. Данные занести в табл. 1.2.

8. Изменить режим работы дробилки (частоту вращения дробящего конуса) и провести испытания дробилки в соответствии с пп. 3 – 7.

Внимание! 1. Запрещается осуществлять регулировку зазора между футеровками во время работы дробилки.

2. Запрещается загрузка материала в выключенную дробилку. При загрузке дробилки не допускайте попадания в нее недробимых тел.

3. Замеры времени измельчения начинаются с момента поступления в камеру измельчения частиц измельчаемого материала и заканчиваются с попаданием в лоток последних частиц продукта.

Протокол испытаний 1.1. Геометрические параметры дробилки Наименование параметра Значение параметра Диаметр основания подвижного конуса Dн, м Ширина выходной щели e, м Длина параллельной зоны камеры измельчения c = Dн / Частота вращения дробящего конуса n, об/мин Диаметры шкивов D1 и D2, м 1.2. Результаты исследования процесса измельчения Средний Средний Масса Время диаметр частиц Степень диаметр частиц измельчаемого измельчения исходного измельчения продукта материала, с материала i dк, мм m, кг dн, мм 1 2 3 4 1.3. Анализ работы мельницы-дробилки Мощность, потребляемая Производительность Сила тока, мА дробилкой, кВт 1 2 3 4 5 6 7 Обработка опытных данных т д хх рх хх рх N I I N N N ход т д Q, кг / ч Q, кг / ч холостой расчетная расчетная рабочий ход рабочий ход холостой ход действительная действительная 1. Рассчитать размер частиц исходного и измельченного материала по формуле n хi d = 1, di i=где xi – весовая доля i-ой фракции; di – средний ситовой размер i-ой фракции (т.е. среднее значение между размерами проходного и непроходного сит).

2. Рассчитать степень измельчения. Результаты расчетов по пп. 1–2 занести в табл. 1.2.

3. Рассчитать теоретическую производительность дробилки Qт = kp Dн c e n, м3/с, где kp = 0,7 – коэффициент разрыхления материала в камере дробления; Dн – диаметр основания подвижного конуса, м; c – длина параллельной зоны камеры измельчения, м; e – ширина выходной щели, м; n – частота вращения дробящего конуса, об/с.

4. Рассчитать действительную производительность дробилки.

5. Рассчитать теоретическую мощность, затрачиваемую на измельчение материала, по формуле Nт = 12,6 Dн n, кВт, где n – частота обкаток конуса, 1/с.

6. Рассчитать действительную мощность, расходуемую на измельчение материала Nд = Npx - Nxx, кВт, где Nрх, Nхх – мощность, затрачиваемая, соответственно, на рабочем и холостом ходах, кВт. Эти величины следует рассчитывать по формулам:

Npx = IpxUpx, кВт, Nхх = IxxUxx, кВт, где Iрх, Iхх – сила тока на рабочем и холостом ходах, соответственно, А; Uрх, Uхх – напряжение, В.

7. Рассчитать удельный расход энергии Nуд = Nд Qд, кВт·ч/т.

8. Оценить эффективность работы дробилки Э = Qд Nд, т/кВт·ч.

Результаты расчетов по пп. 3 – 8 записать в табл. 1.3.

9. Проанализировать полученные результаты и сделать выводы.

Контрольные вопросы 1. Охарактеризуйте преимущества, недостатки и область предпочтительного применения конусных дробилок.

2. Объясните устройство и принцип действия вибрационной конусной мельницы-дробилки.

3. Цель и методика испытания лабораторной дробилки.

4. Почему в конструкции конусной дробилки отсутствует массивный маховик 5. Объясните назначение вибраций в дробилке.

6. Сформулируйте условие определения угла захвата конусной дробилки.

7. Из какого условия определяется и на что влияет размах колебаний дробящего конуса 8. Какое дробление и способы измельчения реализуются в конусных дробилках 9. Охарактеризуйте особенности эксплуатации конусных дробилок.

10. Объясните физический смысл коэффициента разрыхления и его влияние на производительность дробилки.

11. Сформулируйте основные требования безопасной эксплуатации дробилки.

Литература: [1; c. 103 – 150]; [2; c. 168 – 175]; [3; c. 15 – 17].

Лабораторная работа БАРАБАННАЯ ШАРОВАЯ МЕЛЬНИЦА Цель работы:

1. Изучение устройства и принципа действия барабанной мельницы.

2. Испытание эксплуатационных характеристик мельницы.

Общие теоретические положения Измельчение представляет собой процесс механического разрушения твердых веществ.

По принципу разрушения твердого материала машины для измельчения можно разделить на три группы: раздавливающего, ударного и ударно-истирающего действия. К первой группе относятся щековые, валковые и конусные дробилки. Ко второй группе относятся молотковые дробилки, к третьей – барабанные мельницы.

Pages:     || 2 | 3 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.