технические науки/ 2.механика

аспирант Прокопенко В.С., студент 2-го курса Решетов А.В.

Белгородский государственный технологический

университет им. В.Г. Шухова, Россия

Воздушно-центробежные классификаторы

Первые конструкции воздушных классификаторов были запатентованы в начале ХХ века в Германии. Опыт их использования в различных технологических процессах дал хорошие результаты и предопределил широкий спектр технических показателей и конструктивных схем указанных аппаратов [1].

Во всех воздушных классификаторах процесс разделения происходит в результате действия на частицы материала сил аэродинамического сопротивления, возникающих при их движении в воздушном потоке, и массовых сил, которыми в зависимости от конструкции аппарата могут быть сила тяжести, сила инерции или центробежная сила.

Простейший пример воздушного классификатора является, вертикально расположенная труба, через которую снизу вверх подается воздушный поток, а в среднюю часть, которой подают исходный мате-риал[2]. При этом на частицы материала действуют две доминирующие силы: сила тяжести и сила сопротивления воздушному потоку, под действием которых крупные частицы выпадают вниз, а мелкие воздушным потоком транспортируются вверх. Размер частиц, для которых сила тяжести равна силе сопротивления потока, т.е. вероятность попадания которых в тонкий или грубый продукты раз-деления одинакова, называется граничной крупностью разделения.

Среди разнообразных схем классификации разделительных аппаратов наибольшее распространение получила классификация, разработанная Р.Нагелем, основанная на соотношении массовых сил и сил сопротивления, действующих на частицы разделяемого материала[3]. По этой схеме все классифицирующие аппараты по виду действия массовых сил можно разделить на следующие группы: гравитационные, линейно-инерционные и центробежные.

Наибольшее распространение в промышленности получили центробежные классификаторы. и кас-кадно-гравитационные классификаторы. Причем центробежные используют для разделения порошкообразных материалов в диапазоне граничных крупностей от нескольких микрон до нескольких сотен микрон, а гравитационные – от сотни микрон до нескольких миллиметров. Это обусловлено тем, что центробежная сила, действующая на разделяемые частицы в центробежном классификаторе, может быть в тысячи раз больше, чем сила тяжести, действующая на те же частицы в гравитационном классификаторе. Вообще, воздушная центробежная классификация часто является единственно возмож-ным методом разделения в диапазоне крупностей 1-100 мкм, а в диапазоне 1-10 мкм она часто является наиболее экономичным методом получения тонкодисперсных порошков[4].

Воздушные классификаторы, использующие центробежную силу, как следствие вихревого характера движения аэродисперсного потока, разделяются на центробежные динамические классификато-ры и центробежные статические классификаторы[5]. В первом случае вихревой аэродисперсный поток генерируется за счет механического вращения ротора классификатора, во втором случае – пневматически за счет использования направляющего аппарата или тангенциальной подачи воздушного потока в зону классификации.

В середине 20 века в промышленно-развитых странах успешно разрабатывались, внедрялись и экс-плуатировались высокоэффективные динамические центробежные классификаторы, так называемого, третьего поколения. По-видимому, наиболее широко эти классификаторы представлены в цементной промышленности. При производстве цемента в странах дальнего зарубежья практически все мельницы работали в замкнутом цикле, т.е. в комплексе с центробежными классификаторами. Материал, измельченный в мельнице, поступает в классификатор, где отбирается готовый продукт требуемой крупности, а грубый продукт разделения возвращается в мельницу на домол.

Воздушно-центробежные классификаторы целесообразно использовать в промышленности строи-тельных материалов, энергетической, химической и других отраслях экономики, где в технологиче-ских процессах необходимо производить дисперсные материалы крупностью от менее нескольких сот микрон до менее нескольких десятков микрон.

Литература:

1. Барский М.Д. Фракционирование порошков. – М.: Недра, 1980. 327с.

2. Ушаков С.Г., Зверев Н.И. Инерционная сепарация пыли. – М.: Энергия, 1974, 168с.

3. Klumpar I. V., Currier F. N., Ring T. A. Air Classifiers//Chemical Engineering. – 1986. № 5 P. 77-92.

4. Савельев В.В. Курс общей физики. Т. 2. – М.: Наука, 1982. 496с.

5. Классен П. В., Гришаев И. Г. Основы техники гранулирования. – М.: Химия, 1982. 272с.