Реферат Курсовая Конспект
Крупность руды, мм - раздел Механика, МЕХАНИКА ЖИДКОСТЕЙ, ГАЗОВ Рис. 7.1. Зависимость Угла Естественного Откоса От Крупности ...
|
Рис. 7.1. Зависимость угла естественного откоса от крупности руды.
8. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ВЫПУСКА
ШИХТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ
8.1. Постоянство расхода сыпучего материала
При истечении сыпучего материала из выпускного отверстия, в первую очередь, при открывании затвора в движение приходят частицы сыпучего материала или куски руды, расположенные непосредственно у выпускного отверстия. Затем постепенно приходят в движение слои сыпучего материала, расположенные выше.
Истечение сыпучих тел из отверстия может быть:
- непрерывным, например, шихты из бункеров на аглофабрике;
- дискретным (отдельными дозами), что обусловливается особенностями технологического процесса; например, выпуск шихтовых материалов из расходных бункеров в системах шихтоподачи.
Независимо от этого закономерности истечения остаются неизменными.
Исследуя свободное истечение сыпучих тел из отверстий установили постоянство расхода, т.е. объема сыпучего материала, вытекающего в единицу времени из отверстия данного диаметра.
Расход сыпучей массы не зависит от высоты слоя над отверстием, т.е. выпуск сыпучих тел подчиняется иным законам, чем истечение жидкостей.
Средняя скорость истечения сыпучего материала из отверстия возрастает прямо пропорционально увеличению диаметра отверстия.
При выпуске материала из отверстия, расположенного у стенки (пересекающей отверстие по диаметру), расход материала уменьшается в два раза соответственно сокращению площади сечения.
Физическая сущность независимости расхода сыпучего материала от высоты его слоя, т.е. от давления, действующего на выпускаемый материал, заключается в следующем.
При выпуске сыпучего материала над выпускным отверстием образуются мгновенно разрушающиеся (динамические) своды, препятствующие передаче давления вышележащих слоев внутрь поверхности, ограниченной этими сводами. В отличие от обычных, естественно образующихся в сыпучем теле разгружающихся сводов, в этом случае нет статического равновесия. На поверхности «динамического» свода происходит непрерывное замещение частиц, одни выпадают с нижней стороны, а другие приходят на их место.
Опытами установлено, что образовавшиеся своды разрушаются не одновременно. Разрушению вышележащих сводов предшествует разрушение нижележащих. Время существования свода зависит от величины его пролета, уменьшающегося по мере приближения к выпускному отверстию.
С уменьшением угла внутреннего трения сыпучего материала величина пролета «динамического» свода увеличивается и расход сыпучего материала возрастает.
Условия непрерывности процесса истечения сыпучего материала из выпускного отверстия характеризуются его критическим диаметром dкр, при котором разрушение граничного слоя сводчатой структуры не происходит и образовавшийся статический свод преграждает доступ частиц материала к выпускному отверстию.
Для идеальных сыпучих материалов основным фактором, влияющим на величину dкр, является гранулометрический состав.
В зависимости от гранулометрического состава сыпучей массы величина изменяется по некоторому закону, описываемому эмпирическим уравнением
dкр = А × е В × δ , (8.1)
где А и В - постоянные (А = 4,63; В = 0,224); δ - наибольший размер средней частицы сыпучей массы, мм; е - основание натуральных логарифмов.
Приведенная эмпирическая формула справедлива для величин d, колеблющихся в пределах от 0,5 до 10 мм.
Величину расхода сыпучего материала, можно определить из уравнения
G = 3600 × с × ρнас × F × R, (8.2)
где с – постоянная, зависящая от физических свойств сыпучего материала; F – площадь сечения выпускного отверстия; ρнас – объемный вес сыпучего материала; R – гидравлический радиус выпускного отверстия.
Было установлено: на величину расхода материала не оказывает влияния изменение величины коэффициента плотности укладки. Это объясняется тем, что с началом движения частиц плотность укладки сыпучего материала в области «динамического» свода принимает критическое значение, неизменное в течение всего процесса истечения.
|
|
Рис. 8.1.Влияние угла откоса воронки на скорость истечения сыпучего материала: а - мелкий песок фракции 0,0-1 мм; б - несортированный песок (рядовой) фракции зависит от угла откоса воронки.
При выпуске сыпучих материалов, однородных по своему гранулометрическому составу и одинаковых углах откоса воронки, постоянство расхода сохраняется.
При выпуске сыпучих материалов, неоднородных по своему гранулометрическому составу (несортированных), по мере истечения расход увеличивается. Это явление обусловлено фильтрацией мелких частиц сыпучего материала во время выпуска. Ситовый анализ последовательных доз выпуска подтвердил постепенное увеличение содержания мелких фракций.
Опыты показали, что изменение условий образования сводов над выпускным отверстием заметно влияет на величину расхода сыпучего материала.
По мере уменьшения расстояния от выпускного отверстия до боковой стенки величина расхода возрастает, достигая своего максимума при касании отверстия с боковой стенкой. При таком положении отверстия расход примерно на 10 % больше по сравнению с тем, который наблюдают при выпуске сыпучего материала.
8.2. Эллипсоид выпуска
При исследовании перемещения частиц сыпучего материала в массе над выпускным отверстием проводили наблюдения за очередностью их выхода из отверстия. Опыты показали, что истечение частиц происходит из объемов, имеющих в массе сыпучего материала над выпускным отверстием форму, приближающуюся к эллипсоиду вращения (рис. 8.2).
Объем такого эллипсоида вращения, усеченного плоскостью выпускного отверстия определяется по уравнению
(8.3)
где а - большая полуось эллипсоида (вращения); b - его малая полуось; х - текущая координата.
Заменяя а, через высоту эллипсоида вращения h, усеченного плоскостью выпускного отверстия, радиус выпускного отверстия r и эксцентриситет ε найдем после соответствующих преобразований, что
(8.4)
Уравнение (8.4) дает зависимость объема эллипсоида выпуска (объема выпущенного сыпучего материала) от высоты эллипсоида h, радиуса выпускного отверстия r и эксцентриситета ε. Зная h и r и определив из опыта величину V, легко найти эксцентриситет эллипсоида и вычислить координаты любой точки его поверхности относительно оси и плоскости выпускного отверстия.
Рис. 8.2. Характер внутренних перемещений частиц сыпучего материала при выпуске (эллипсоид выпуска)
Для установления характера движения и очередности выхода из модели частиц, находящихся на поверхности эллипсоида выпуска, был проведен следующий опыт.
В процессе засыпки модели на поверхности эллипсоида с известными из предыдущего опыта параметрами были уложены пронумерованные жетоны в виде деревянных кубиков таких же поперечных размеров, как и частицы песка. Опыты показали, что движение жетонов с различным удельным весом происходит синхронно. После выпуска из модели сыпучего материала в объеме эллипсоида выпуска одновременно с выходом жетона, уложенного на оси выпускного отверстия в вершине эллипсоида высотой h, были выпущены остальные жетоны, находившиеся на его поверхности.
Таким путем было доказано, что объем, который занимают частицы сыпучего материала в его массе над выпускным отверстием, имеет форму эллипсоида вращения.
Равенство объемов сыпучего материала, выпущенного из модели, и эллипсоида вращения позволило ввести понятие эллипсоида выпуска, т. е. такого объема в массе сыпучего материала который занимают первоначально его частицы, выпущенные из модели. Частицы, лежащие на поверхности эллипсоида выпуска, достигают выпускного отверстия одновременно (в пределах одной секунды при лабораторных опытах).
Поверхность эллипсоидов - это геометрическое место таких частиц, время движения которых к выпускному отверстию одинаково.
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
высшего профессионального образования... Уральский федеральный университет имени первого... Президента России Б Н Ельцина...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Крупность руды, мм
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов