Badanie kruszarki

Badanie kruszarki

szczękowej

szczękowej

dr inż. Ryszard Wójtowicz

dr inż. Ryszard Wójtowicz

tel. [phone], e-mail:

tel. [phone], e-mail: [e-mail]

[e-mail]

Budynek 1b, pok. 3/17a

Budynek 1b, pok. 3/17a

Politechnika Krakowska

Politechnika Krakowska

Instytut Inżynierii Cieplnej i Procesowej

Instytut Inżynierii Cieplnej i Procesowej

Katedra Aparatury Przemysłowej

Katedra Aparatury Przemysłowej

Urządzenia przemysłowe – laboratorium 2

Urządzenia przemysłowe – laboratorium 2

Literatura:

Literatura:

[1] J. P

[1] J. P

IKOŃ

IKOŃ

: Aparatura chemiczna,

: Aparatura chemiczna,

PWN,

PWN,

Warszawa, 1978.

Warszawa, 1978.

[2] H. B

[2] H. B

ŁASIŃSKI

ŁASIŃSKI

, B. M

, B. M

ŁODZIŃSKI

ŁODZIŃSKI

: Aparatura przemysłu chemicznego

: Aparatura przemysłu chemicznego

WNT,

WNT,

Warszawa,1983.

Warszawa,1983.

[3] R. K

[3] R. K

OCH

OCH

, A. N

, A. N

OWORYTA

OWORYTA

: Procesy mechaniczne w inżynierii

: Procesy mechaniczne w inżynierii

chemicznej,

chemicznej,

WNT

WNT

,

,

Warszawa, 1998.

Warszawa, 1998.

[4] M. D

[4] M. D

YLĄG

YLĄG

, R. M

, R. M

ATEJSKI

ATEJSKI

: Laboratorium z Aparatury przemysłowej cz. I,

: Laboratorium z Aparatury przemysłowej cz. I,

Skrypty Politechniki Krakowskiej,

Skrypty Politechniki Krakowskiej,

Kraków, 1975.

Kraków, 1975.

•

określenie parametrów konstrukcyjnych i eksploatacyjnych kruszarki,

określenie parametrów konstrukcyjnych i eksploatacyjnych kruszarki,

•

przeprowadzenie procesu rozdrabniania,

przeprowadzenie procesu rozdrabniania,

•

wyznaczenie teoretycznej i rzeczywistej mocy rozdrabniania.

wyznaczenie teoretycznej i rzeczywistej mocy rozdrabniania.

Cel ćwiczenia:

Cel ćwiczenia:

Badanie procesu rozdrabniania materiałów w jednorozporowej,

Badanie procesu rozdrabniania materiałów w jednorozporowej,

górnoosiowej, mimośrodowej kruszarce typu

górnoosiowej, mimośrodowej kruszarce typu

Velten

Velten

:

:

Rozdrabnianie

Rozdrabnianie

- to zmniejszanie wielkości ciał stałych – znajduje

- to zmniejszanie wielkości ciał stałych – znajduje

szerokie zasto-sowanie w różnych gałęziach przemysłu

szerokie zasto-sowanie w różnych gałęziach przemysłu

(wydobywczy, chemiczny, spożywczy… , recykling).

(wydobywczy, chemiczny, spożywczy… , recykling).

Cel procesu:

Cel procesu:



przygotowanie produktów do dalszych procesów

przygotowanie produktów do dalszych procesów

ciepła i wymiany masy,

ciepła i wymiany masy,



poprawa jakości produktu,

poprawa jakości produktu,



zwiększenie powierzchni międzyfazowej – intensyfikacja procesów

zwiększenie powierzchni międzyfazowej – intensyfikacja procesów

wymiany

wymiany

I. Rozdrabnianie

I. Rozdrabnianie

Dobór sposobu rozdrabniania -

Dobór sposobu rozdrabniania -

decydują własności fizyczne

decydują własności fizyczne

materiału: kruchość, twardość, wytrzymałość na rozrywanie, topliwość,

materiału: kruchość, twardość, wytrzymałość na rozrywanie, topliwość,

wielkość kawałków rozdrobnionych.

wielkość kawałków rozdrobnionych.

W zależności od tego proces możemy przeprowadzić przez:

W zależności od tego proces możemy przeprowadzić przez:



rozgniatanie - materiały twarde, miękkie, duże kawałki,

rozgniatanie - materiały twarde, miękkie, duże kawałki,



rozłupywanie - materiały bardzo twarde, kruche, duże kawałki,

rozłupywanie - materiały bardzo twarde, kruche, duże kawałki,



uderzanie - materiały bardzo twarde, twarde, kruche, kawałki mniejsze,

uderzanie - materiały bardzo twarde, twarde, kruche, kawałki mniejsze,



ścieranie - materiały miękkie, duży stopień rozdrobnienia,

ścieranie - materiały miękkie, duży stopień rozdrobnienia,



rozrywanie - materiały włókniste miękkie,

rozrywanie - materiały włókniste miękkie,



zginanie - materiały kruche,

zginanie - materiały kruche,



ścinanie - materiały miękkie i kruche,

ścinanie - materiały miękkie i kruche,



uderzanie i ścieranie - materiały twarde, miękkie, duży stopień rozdrobnienia

uderzanie i ścieranie - materiały twarde, miękkie, duży stopień rozdrobnienia

.

.

gdzie:

gdzie:

D

- średni wymiar materiału przed rozdrabnianiem

- średni wymiar materiału przed rozdrabnianiem,

d

-

średni wymiar materiału po rozdrabnianiu.

średni wymiar materiału po rozdrabnianiu.

(Cząstki kuliste – średnia średnica, cząstki brylaste – średnia przekątna)

(Cząstki kuliste – średnia średnica, cząstki brylaste – średnia przekątna)

1

d

D

i





(1)

C

A

B

Rys.1. Wymiar średni

(3)

3

C

B

A

D







(2)

3

c

b

a

d







Stopień rozdrobnienia (

Stopień rozdrobnienia (

i )

i )



kruszarki szczękowe:

kruszarki szczękowe:

i

i

=2

=2

÷

÷

6,

6,



kruszarki stożkowe:

kruszarki stożkowe:

i

i

=5

=5

÷

÷

10

10



gniotowniki obiegowe:

gniotowniki obiegowe:

i

i

=8

=8

÷

÷

25,

25,



młyny kulowe:

młyny kulowe:

i

i

=10

=10

÷

÷

100,

100,

Stopień rozdrobnienia:

Stopień rozdrobnienia:

II. Moc teoretyczna kruszenia - teoria

II. Moc teoretyczna kruszenia - teoria

Bracha

Bracha

Wyznaczona w oparciu o hipotezę wielokrotności pracy

Wyznaczona w oparciu o hipotezę wielokrotności pracy

rozdrabniania. Określa moc do napędu dowolnej maszyny

rozdrabniania. Określa moc do napędu dowolnej maszyny

rozdrabniającej jako:

rozdrabniającej jako:

gdzie:

gdzie:

C

C

- praca właściwa kruszenia dla 1 kg materiału

- praca właściwa kruszenia dla 1 kg materiału

[J/kg]

[J/kg]

,

,

(bazalt: 100

(bazalt: 100

÷

÷

150

150

[J/kg], granit:

[J/kg], granit:

30

30

÷

÷

40 [J/kg], wapień: 15

40 [J/kg], wapień: 15

÷

÷

20

20

[J/kg]

[J/kg]

),

),

R

R

- wskaźnik wielokrotności powtarzania pracy:

- wskaźnik wielokrotności powtarzania pracy:

R=k(i

R=k(i

2

2

-

-

1

1

),

),

(

(

k

k

=4

=4

),

),

V

V

m

m

- wydajność masowa kruszarki, [kg/s],

- wydajność masowa kruszarki, [kg/s],





- sprawność całkowita,

- sprawność całkowita,

(

(





=0,2

=0,2

÷

÷

0,3).

0,3).

(4)

[W]



m

V

R

C

N

B







III. Kruszarka szczękowa (jednorozporowa, górnoosiowa, mimośrodowa)

III. Kruszarka szczękowa (jednorozporowa, górnoosiowa, mimośrodowa)

Rys.2. Kruszarka szczękowa
górnoosiowa (jednorozporowa):

1-szczęka ruchoma,
2-czop wału mimośrodowego,
3-koło zamachowe,
4-szczęka nieruchoma,
5-płyta rozporowa,
6-klin oporowy,
7-klin nastawczy,
8-napinacz,
9-sprężyna,
10-rama

a)

b)

c)

d)

Rys.3. Kruszarka szczękowa:
a) montaż kruszarki, b) łożyskowanie korbowodu, c) szczęki
kruszarki d) maszyna przed wysyłką

Rys.4. Kompletne zestawy kruszące (szczękowe).

a)

b)

IV. Wydajność kruszarki

IV. Wydajność kruszarki

•

objętość materiału w komorze, wypadająca przy

objętość materiału w komorze, wypadająca przy

jednym ruchu szczęki:

jednym ruchu szczęki:

h

2

b

a

P









tg

a

h







tg

2

L

a

)

a

a

2

(

V







[m

3

]

•

wydajność objętościowa kruszarki:

wydajność objętościowa kruszarki:







 n

V

V

v

[m

3

/s]

(5)

gdzie:

gdzie:





– wsp. spulchnienia

– wsp. spulchnienia

(

(





=

=

0,2

0,2

÷

÷

0,5

0,5

)

)

Rys.5. Geometria komory kruszenia









h

a

h

a

b

tg





L

h

2

a

a

2

L

P

V













a

a

b











–

–

kąt chwytu (

kąt chwytu (





=15

=15

÷

÷

25

25

°

°

,najczęściej

,najczęściej





=20

=20

÷

÷

22

22

°

°

)

)

V. Rzeczywista moc kruszenia

V. Rzeczywista moc kruszenia

BJ

P

RZ

N

N

N





(6)

[W]

gdzie:

gdzie:

N

N

RZ

RZ

- rzeczywista moc potrzebna do procesu kruszenia,

- rzeczywista moc potrzebna do procesu kruszenia,

N

N

P

P

- moc silnika w czasie pracy kruszarki

- moc silnika w czasie pracy kruszarki

(odczytana z watomierzy po zasypaniu komory kruszarki ),

(odczytana z watomierzy po zasypaniu komory kruszarki ),

N

N

BJ

BJ

- moc biegu jałowego (odczytana z watomierzy).

- moc biegu jałowego (odczytana z watomierzy).

Zadania do wykonania:

Zadania do wykonania:

1.

1.

Pomiar wielkości ziaren przed i po rozdrabnianiu.

Pomiar wielkości ziaren przed i po rozdrabnianiu.

2. Wyznaczenie średnich wymiarów materiału przed i po rozdrabnianiu (

2. Wyznaczenie średnich wymiarów materiału przed i po rozdrabnianiu (

D,

D,

d

d

).

).

3. Określenie podstawowych wymiarów komory kruszenia (

3. Określenie podstawowych wymiarów komory kruszenia (

a, b, h, L

a, b, h, L

).

).

4. Wyznaczenie stopnia rozdrobnienia (

4. Wyznaczenie stopnia rozdrobnienia (

i

i

) oraz kąta chwytu (

) oraz kąta chwytu (





).

).

5. Pomiar obrotów (

5. Pomiar obrotów (

n

n

)

)

-

-

podczas pracy i biegu jałowego.

podczas pracy i biegu jałowego.

6. Pomiar zapotrzebowania mocy - podczas pracy (

6. Pomiar zapotrzebowania mocy - podczas pracy (

N

N

P

P

)

)

i biegu jałowego

i biegu jałowego

(

(

N

N

BJ

BJ

)

)

.

.

7. Obliczenie objętościowej wydajności kruszarki (

7. Obliczenie objętościowej wydajności kruszarki (

V

V

v

v

).

).

8. Obliczenie rzeczywistej (

8. Obliczenie rzeczywistej (

N

N

RZ

RZ

) i teoretycznej

) i teoretycznej

N

N

B

B

(teoria Bracha) mocy

(teoria Bracha) mocy

kruszenia.

kruszenia.

Dane do ćwiczenia:

Dane do ćwiczenia:

•

Kruszarka: jednorozporowa, górnoosiowa, mimośrodowa typu

Kruszarka: jednorozporowa, górnoosiowa, mimośrodowa typu

Velten.

Velten.

•

Dane materiałowe:

Dane materiałowe:

•

cegła: gęstość

cegła: gęstość





=

=

1400 [kg/m

1400 [kg/m

3

3

], praca wł. kruszenia

], praca wł. kruszenia

C

C

=20 [J/kg],

=20 [J/kg],

kostka brukowa: gęstość

kostka brukowa: gęstość





=

=

2000 [kg/m

2000 [kg/m

3

3

]

]

, praca wł. kruszenia

, praca wł. kruszenia

C

C

=150

=150

[J/kg]

[J/kg]

.

.

Sprawozdanie:

Sprawozdanie:

1.

1.

Wstęp

Wstęp

2. Schemat kruszarki.

2. Schemat kruszarki.

3.

3.

Wyniki przeprowadzonych pomiarów i obliczeń.

Wyniki przeprowadzonych pomiarów i obliczeń.

4. Porównanie rzeczywistej i teoretycznej mocy kruszenia.

4. Porównanie rzeczywistej i teoretycznej mocy kruszenia.

5. Wnioski

5. Wnioski.

Dziękuję za

Dziękuję za

uwagę

uwagę