ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физические принципы аэродинамической классификации из "Аэродинамическая классификация порошков" По способу перевода частиц в подвижное состояние различают механические (грохоты, вибросепараторы), гидравлические и аэродинамические классификаторы. В дальнейшем мы будем рассматривать только аэродинамические классификаторы гидравлические аппараты аналогичны по принципу действия аэродинамическим, но в большинстве случаев существенно отличаются от них по аппаратурному оформлению. [c.25] Аэродинамическая классификация частиц чаще всего осуществляется в сквозном газодисперсном потоке [8, 19, 24]. Материал может переходить в это состояние как непосредственно внутри аппарата (классификаторы с механической загрузкой), так и подаваться в него уже вместе с несущим газом (проходные классификаторы). [c.25] Классификация разделительных аэродинамических аппаратов по виду массовых сил и их взаимной ориентации с силами аэродинамического сопротивления [25] неоднократно обсуждалась (например, [8, 19]), поэтому ограничимся только теми сведениями из этой классификации, которые необходимы для понимания места того или иного классификатора в общей системе разделительных аэродинамических аппаратов. [c.26] По взаимной ориентации аэродинамической и массовой сил классификаторы могут быть разделены на противоточные и инерционные. В противоточных классификаторах альтернативные силы направлены в прямо противоположные стороны, т. е. образуют угол 180 В этих классификаторах удается — по крайней мере теоретически - указать частицу такого размера, для которой альтернативные силы равны, и она будет находиться в равновесии внутри рабочего объема аппарата сколь угодно долго. Такие классификаторы и реализуемый в них принцип разделения называют равновесными. Нужно, конечно, иметь в виду, что описанное положение относится к некоторым средним значениям опреде-ляюидих сил по объему и по времени, и не следует ожидать реального равновесия конкретной частицы в аппарате. [c.26] Во всех прочих случаях, когда альтернативные силы составляют постоянный или переменный угол, отличный от 180 даже теоретическое равновесие в аппарате частицы любого размера невозможно. Определяющую роль здесь играют нестационарные эффекты, чаще всего сила инерции относительного движения. Поэтому подобные аппараты называют инерционными. [c.26] Наиболее естественно в качестве массовой силы классификации использовать силу тяжести. Основанные на ней классификаторы называют гравитационными. На рис. 1.10, а показана схема простейшего гравитационного классификатора. Исходный материал подается в восходящий воздушный поток, переходит в состояние сквозного газодисперсного потока, после чего мелкие частицы под действием преобладающих сил аэродинамического сопротивления выносятся вместе с воздухом в тонкий продукт (точнее — в систему улавливания тонкого продукта), а крупные — под действием преобладающих сил тяжести — в нижнюю часть классификатора, откуда выводятся в грубый продукт классификации. Очевидно, что в аппарате реализуется равновесный принцип разделения при механической подаче материала. [c.26] В любой аэродинамической схеме при механической подаче материала внутри зоны классификации существует участок, на котором материал переходит от концентрированного состояния к состоянию сквозного газодисперсного потока. Концентрация частиц на этом участке значительно вьппе средней по объему зоны классификации, а эффективность разделения — ниже. Поэтому целесообразно принимать специальные меры по сокращению переходного участка помогать частицам быстрее распределиться в несущем газе. Это может быть достигнуто, например, при механической подаче материала в классификатор, аналогичный показанному на рис. 1.10, б, не просто засыпанием в поток, а на вращающуюся разбрасывающую тарелку, соосную с камерой классификатора. [c.28] Если альтернативные силы классификации в принципе занимают не прямо противоположное направление, то определяющими становятся инерционные эффекты при движении частиц, а классификация называется инерционной. Аэродинамические схемы инерционной классификации значительно многообразнее, чем равновесной, ибо кроме природы массовых сил здесь играет роль и их ориентация по отношению к силам сопротивления. [c.28] Схема простейшего инерционного классификатора метательного типа показана на рис. 1.11, д. Исходный материал подается на транспортер и выбрасывается в камеру классификации. Крупные частицы благодаря большой инерции пролетают дальше мелких. В соответствующем месте установлена перегородка, образующая камеры осаждения мелких и крупных частиц. Временем пребывания частиц в зоне классификации управляет дополнительный поток газа, который служит также и для транспорта частиц из камер осаждения. [c.28] Инерционная классификация может происходить в любом местном сопротивлении газодисперсному потоку, так как в силу различной инерционности частиц разной крупности при изменении скорости движения газовой фазы как по величине, так и по направлению неизбежно расслоение частиц по их инерционным свойствам. Чаще всего для этого используется поворот потока, где дополнительно вступают в действие центробежные силы. Схема инерционного проходного классификатора, использующего двукратное изменение направления движения несущего газа, представлена на рис. 1.11, б. Первый поворот организован так, что его проходят все частицы он носит вспомогательный характер. Во втором повороте крупные частицы не успевают повернуть за потоком и осаждаются в камере грубого продукта мелкие успевают вписаться в поворот и выносятся вместе с газом. Иногда инерционная классификация является нежелательным сопутствующим процессом. Например, в устройствах для раздачи газопылевого потока по нескольким каналам, содержащим поворотные элементы, очень трудно добиться одновременно равномерного распределения по каналам и газа и частиц твердого материала. [c.29] Классификатором инерционного типа является электросепаратор (рис. 1.11, в). Наэлектризованные частицы движутся в нисходящем воздушном потоке при наличии поперечной силы электростатического поля, приводящей к различному отклонению от вертикали траекторий частиц разной крупности. Внизу зоны классификации частицы, разделенные по крупности, попадают в различные каналы, образованные перегородками, после чего отводятся в систему улавливания. Нетрудно увидеть сходство этого аппарата с метательным классификатором (рис. 1.11, а), но при больших напряженностях электрического поля расслоение траекторий может быть значительно более сильным, чем под действием сил тяжести, что позволяет классификатору быть компактнее. [c.29] Электростатические силы могут быть использованы и в равновесных классификаторах. По существу таковым является аппарат Милликена [26] для определения заряда капель. Однако в современной крупнотоннажной технике равновесные классификаторы с массовыми силами немеханической природы распространения не получили в силу сложности создания силовых полей большой напряженности вдоль определяющего направления движения частиц в зоне классификации, которая неизбежно должна иметь большую протяженность. [c.29] Конструктивные особенности классификаторов каждой группы направлены главным образом на Ловьпиение эффективности и обеспечение требуемой границы разделения. Эти особенности часто приводят к тому, что внешне классификаторы одной и гой же группы существенно различаются. Однако при более детальном анализе проявляется их единство, которое в первую очередь заметно при описании теоретических основ разделения частиц в том или ином типе классификаторов. [c.30] Вернуться к основной статье