Дослідження процесу перумішування сипких матеріалів у лопатевому змішувачі

 

Мета роботи – вивчити будову й роботу одновального лопатевого змішувача й дослідити параметри процесу змінювання сухих сипких матеріалів.

 

17.1. Основні теоретичні положення

 

Основне завдання перемішування матеріалів – рівномірний розподіл частинок одних матеріалів між частинками інших. Якість зміщування визначається якістю кінцевого продукту.

Найпростіше якість механічних сумішей оцінюють коефіцієнтами неоднорідності

 

, /17.1/

де , – концентрація відповідно в пробах і згідно з рецептурою в суміші, %; – число проб з концентрацією ; – загальна кількість проб.

 

Коефіцієнт звичайно визначають за компонентою суміші, яка має найбільшу концентрацію.

Продуктивність лопатевих змішувачів періодичної дії у випадку, коли якість змішування задано,

, /17.2/

де – об’єм завантаження, м; – число замісів за годину.

 

Час замісу визначає сума часу змішування /як правило, основного часу/, завантаження, пуску, зупинки й вивантаження.

Споживана потужність лопатевого змішувача витрачається на подолання опору тертя маси об стінки корита, на транспортування маси і її перелопачування:

, /17.3/

де – густина матеріалу, кг/м³; – довжина корита змішувача, м, – коефіцієнт опору, = 4...4,5; – ККД змішувача.

 

17.2.Опис установки

 

Схему експериментальної установки наведено на рис. 17.1. Установка складається з лабораторного лопатевого змішувача з приводом, який має електродвигун 3 типу АОЛ-31-4 потужністю 0,6 кВт, клинопасову передачу 2, черв’ячний редуктор 1 і муфту 5, а також з ватметра 4, кутоміра, тахометра, секундоміра, ваг з важками й набору сит.

Конструкція лабораторного лопатевого змішувача передбачає регулювання кутів нахилу лопатей 6 і вивантаження матеріалу поворотом корпусу 7 відносно опор.

 

17.3. Порядок проведення дослідів

 

Визначити розміри змішувача, встановити лопаті за шаблоном-кутоміром під кутом 22°30 ' до осі змішувача і частоту обертання робочого вала переведенням паса на перший ступінь.

Виміряти потужність холостого ходу й частоту обертання робочого вала.

Рівномірно по висоті засипати в змішувач 4, 7, 10 кг матеріалу /за вказівкою керівника/ такого складу: в ліву частину – 50% з розміром частинок більш як 0,4 мм, у праву частину – 50% з розміром частинок меншим як 0,4 мм.

Увімкнути установку й виміряти потужність змішування. Через 30 с узяти пробу матеріалу масою 100 г посередині корита-змішувача.

Провести ситовий аналіз матеріалу на ситі 0,4 і зважити залишок. Матеріал повернути до змішувача. Добитися заданої якості суміші, виконавши відбір проб і вимірювання через кожні 30 с.

Досліди провести, встановлюючи лопаті спочатку під кутом 45°, а потім під кутом 67°30 ' і на частотах обертання вала та .

Дослідні дані внести до табл. 17.1.

 

Таблиця 17.1

 

Кут ус- танов- лення лопатей	Частота обертан- ня робо- чого ва- ла , с-1	Завантаження = … кг	Час змішування , с	Залишок на ситі
Потужність холостого ходу , Вт	Потужність робочого ходу , Вт

 

17.4. Порядок обробки результатів досліду

 

1. Оцінити якість суміші, використовуючи рівняння /17.1/.

2. Визначити потужність, що витрачається на змішування:

, /17.4/

де – потужність відповідно робочого ходу при заданій частоті обертання й холостого ходу, Вт.

 

3. Визначити продуктивність лопатевого змішувача залежно від частоти обертання, кута повороту лопатей, завантаження при порівнянних ефективностях перемішування

, /17.5/

де – маса завантаженого матеріалу, кг; – час змішування до одержання порівнянної ефективності перемішування, с.

 

. /17.6/

Результати розрахунків звести в табл. 17.2.

 

Таблиця 17.2

 

Кут ус- танов- лення лопатей

Частота обертан- ня робо- чого вала , с-1

Фактична потуж- ність змі- шування , Вт

Час змі- шування , с

Коефіці- єнт не- однорід- ності

Продук- тивність , м3/год

Питома витрата енергії , Вт∙год/м3

 

За даними табл. 17.1 і 17.2 побудувати графічні залежності потужності, що витрачається на змішування, й продуктивності від частоти обертання робочого вала, кута повороту лопатей і завантаження, коли ефективності перемішування порівнянні.

За формулою /17.3/ порівняти дослідні й теоретичні значення споживаної потужності.

 

17.5. Техніка безпеки

 

1. Змішувач запускати послідовним вмиканням автомата електрощита і пускача.

2. Установка має працювати тільки із закритою кришкою.

3. Бути обережними під час електричних вимірювань.

4 Проби відбирати тільки після подвійного вимкнення електромережі млина.

 

17.6. Контрольні запитання

 

1. Конструкція змішувача.

2. Залежність потужності, що витрачається на перемішування, від частоти обертання робочого вала і кута повороту лопатей.

3. Як оцінюють ефективність змішування?

4. Залежність ефективності змішування від частоти обертання й кута повороту лопатей.

5. Взаємодія лопатей і матеріалу.

6. Проаналізуйте графічні залежності.