Дипломная работа: Теоретические основы измельчения твердых тел

Коллоидное (размол)

1000÷200

250÷50

50÷25

25÷3

0,2÷0,1

250÷40

40÷10

10÷1

1÷0,4

до 0,001

Крупное, среднее и мелкое дробления осуществляют в дробилках сухим способом, а тонкое коллоидное измельчения – сухим и мокрым способом. При мокром дроблении уменьшается пылеобразование и получают частицы, более однородные по размеру, облегчается также выгрузка материала.

Дробление материалов осуществляется раздавливанием, ударом, истиранием, раскалыванием и распиливанием, резанием, разламыванием.

Для достижения оптимальной степени измельчения процесс осуществляют постадийно на последовательно соединённых дробильно-размольных машинах.

Изрезывающие машины используют для измельчения растительного материала (корней, стеблей, цветков и др.).

Раздавливание применяют при крупном и среднем измельчениях, истирание – при тонком измельчении.

В зависимости от физико-математических свойств исходных материалов используют следующие способы измельчения (табл.2):

Таблица 2

Материал	Способы измельчения
Твердый и хрупкий Твердый и вязкий Хрупкий, средней твердости Вязкий, средней твердости	Раздавливание, удар Раздавливание, распиливание Удар, раскалывание и истирание Истирание или истирание и удар, распиливание

(Чуешов В. И. Промышленная технология лекарств. Т.1. – Х.: МТК – Книга,2002. С.32 – 34)

Виды измельчения Типы машин

По современным воззрениям, процесс деформации твердых тел заключается в том, что под действием внешних сил в наиболее слабых местах тела образуются замкнутые или начинающиеся на поверхности мельчайшие трещины. При прекращении внешнего воздействия трещины под действием молекулярных сил могут смыкаться ( «Самозаживляться»); при этом тело подвергается лишь упругой деформации. Разрушение тела происходит в том случае если трещины на столько увеличиваются, что пересекают твердое тело по всему его сечению в одном или нескольких направлениях. В момент разрушения деформирующегося тела напряжение в нем превышает некоторое избыточное значение, упругая деформация сменяется деформацией разрушения и происходит измельчение.

Процессы измельчения связаны с значительным расходом энергии на образование новых поверхностей, на преодоление внутреннего трения частиц при их деформации во время разрушения и на преодоление внешнего трения между материалом и рабочими частями машины.

Теория процесса измельчения устанавливает зависимость между энергией, затраченной на измельчение твердого тела, и результатом измельчения, т. е. размером кусков ( зерен ) продукта измельчения.

Теория измельчения основывается на двух гипотезах: объемной и поверхностной.

Объемная теория. Эта теория была впервые предложена и доказана Л. В. Кирпичевым в 1874 г.

Согласно объемной теории, расход энергии на дробление пропорционален объему тела и, следовательно, отношение работ А₁ и А₂ , затраченных на дробление двух тел, имеющих объемы V₁ и V_2, равно

А₁ V₁

= (4)

А₂ V₂

Работа равна произведению силы P на деформацию и по закону Гука пропорциональна линейному размеру l тела, т. е. А = Pal (a – коэффициент пропорциональности). Объем тела пропорционален его линейным размерам и может быть выражен зависимостью V=bl³ (b – коэффициент пропорциональности). Соответственно выражение (4) принимает вид:

P₁ al₁ bl³ ₁

=

P₂ al₂ bl³ ₂

откуда

P₁ l² ₁

= (5)

P₂ l² ₂

Таким образом по теории Кирпичева для однородных твердых тел усилия дробления пропорциональны квадратам их сходственных линейных размеров или поверхностям тел, а произведенная работа пропорциональна объемам или весам этих тел.