Badanie kruszarki
Badanie kruszarki
szczękowej
szczękowej
dr inż. Ryszard Wójtowicz
dr inż. Ryszard Wójtowicz
tel. 012 628 33 56, e-mail:
tel. 012 628 33 56, e-mail: rwojtowi@usk.pk.edu.pl
rwojtowi@usk.pk.edu.pl
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
Document Outline