서로 다른 기원 유형에 기초한 원반식 기류 분쇄기 특성 연구

1. 소개

이 글은 기류분쇄기 응용전문에 소속되여있으며 전문은 도합 12000자로서 열독하는데 약 20분이 걸린다.

요약

본 연구는 실험을 통해 헬륨가스, 증기, 공기 및 이산화탄소 등 네 가지 서로 다른 분자량의 기원이 원반식 기류분쇄기 세마 공정에 미치는 영향을 탐구하였다.연구결과에 따르면 기원류형은 산물의 립도분포형태에 뚜렷한 영향을 주지 않지만 분자량이 비교적 작은 경질기원은 연마극한을 뚜렷이 낮출수 있다.각 기원의 연마 효능은 분자량의 증가에 따라 점차 감소하는 추세를 보이고 있다: 헬륨가스, 증기가 그 다음이고, 공기가 다시 한 번, 이산화탄소가 가장 약하다. 이 현상은 기원의 음속 및 동력 특성과 밀접한 관련이 있다.연구는 분쇄강 내에 안정적이고 고속이며 대칭적인 회전 기류 구조 (임계 가스 고체 질량 대비 약 2) 가 형성되었을 때, 내장된 등급 시스템이 산물 상한 입도에 대한 효과적인 통제를 실현할 수 있다는 것을 한층 더 발견했다.에너지 소비량보다 한계치 자체를 변경하지 않고 연마 한계에 도달하는 속도에 큰 영향을 미칩니다.본 연구는 기류 분쇄기의 에너지 효율과 공정 매개 변수를 최적화하는 데 중요한 이론적 근거를 제공했다.

키워드

원반 공기 흐름 분쇄;기원 유형;빻기;분쇄 한계

2. 전체 프레임

3. 인용문

본 연구는 원반식 기류 분쇄기의 분쇄 성능에 서로 다른 기원 유형이 미치는 영향을 탐구하고자 한다.원반식 기류분쇄기는 내장된 등급별 기능, 구조가 간단하고 청결하기 쉬운 등 특징을 갖추었기 때문에 제약과 정밀화학공업에서 마이크로미터급 분쇄공예에 광범위하게 응용되었다그러나 내부 유장 구조가 복잡하고 유체 동력학 행위는 설비의 기하학적 형태와 조작 파라미터의 현저한 영향을 받아 미세한 변화가 성능 차이를 초래할 수 있다.본고는 기류분쇄기 유체역학적 특성과 등급별 기리에 대한 선인들의 연구를 바탕으로 기원 성질이 분쇄 한계와 에너지 효율에 대한 작용 메커니즘을 중점적으로 분석하여 고성능 분쇄 설비의 최적화 설계에 이론적 지지를 제공하고자 한다.

4. 기본 절차

음속

공식에서 볼 수 있듯이 음속(Vs)은 가스 분자량(MW)과 가스 온도(T)의 함수입니다.

식중, k는 기체비열용량비, R은 기체상수

온도가 비교적 높은 조건에서 분자량이 더욱 작은 기체는 더욱 높은 음속을 산생할수 있으며 나아가 더욱 높은 동력에너지를 가질수 있다.그리고기체의 속도와 그에 따른 운동에너지는 분쇄 성능을 결정하는 관건적인 요소이다. 본 실험은 분자량별 가스를 선정하여 가스속도의 연구범위를 확대하였는데 선택한 가스에는 헬륨가스, 증기, 공기와 이산화탄소가 포함되며 그 분자량범위는 4-44g/mol이다.그중 과열증기의 온도는 200 ℃ 로 통제되고 나머지 세가지 기체는 모두 환경온도 (35 ℃) 하에 있다.실제 작동 조건 및 공식에 따라 계산된 사운드 속도는 표 1과 같습니다.

에너지 소비량 대비 운동 에너지

기체운동에너지(KE)는 총에너지입력의 측정지표로 간주되며 기체의 비열용량비(k), 분자량(MW), 온도(T), 압력(P)을 통해 공식(2)과 (3)으로 계산된다.

식중, Mg는 기체 품질 유량, A는 유통 면적,

공식 (1) 기체의 음속은 압력과 무관하다는 것을 알 수 있다;기체의 질량 유량은 압력과 정비례하기 때문에 총 동력 에너지 입력도 기체의 압력과 정비례한다.실제 작업에서 기체의 압력을 높이는 것은 기체의 속도를 바꾸지 않고 기체의 유량과 총 에너지 입력만 증가시킨다.높은 가스 압력은 입자를 더 가늘게 분쇄할 수 있지만, 이 현상은 종종 에너지 효율의 향상으로 오해되며, 에너지 효율은 에너지 소비량보다 평가되어야 한다.에너지 소비량(SEC)의 정의는 단위 질량 재료의 입경을 재료 입경에서 제품 입경으로 줄이는 데 필요한 에너지이다.실험과정에서 기체류량을 변하지 않고 고체재료공급속도(F)를 개변하여 비에너지소모를 쉽게 조절할수 있는데 계산공식은 다음과 같다.

에너지 소모와 제품의 입경의 관계 곡선을 그려서 분쇄 에너지 효율을 평가하는 데 근거를 제공할 수 있다.

5. 결과와 토론

입도 분포

레이저 산란법으로 분쇄 제품의 입도 분포를 측정하는데, 그림 2-그림 5는 각각 헬륨, 이산화탄소, 증기, 공기를 구동 기체로 사용할 때의 입도 분포 곡선족이며, 변수는 에너지 소비량이다.

실험에서 관찰한데 따르면 부동한 기체류형의 립도감소과정은 류사성을 갖고있다. 비교적 낮은 비에너지소모 (또는 비교적 낮은 기고비) 조건에서 초립자가 산생되지만 재료에 들어가는 일부 원시적인 굵은 립자는 여전히 보존되는데 이는 기류분쇄과정에서의 전형적인 현상이다.에너지 소비량 (또는 가스 고정비) 을 높이면 제품을 더 가늘게 할 뿐만 아니라 굵은 입자 함량을 줄여 입도 분포를 좁힐 수 있다. 이는 가스 고정이 비교적 낮을 때 입도 감소가 주도적인 과정이고 등급별 작용이 제품의 입도 분포에 미치는 영향이 적다는 것을 보여준다.에너지 소비량이 약 1000kWh/t (이산화탄소, 공기, 증기 및 헬륨 가스에 대응하는 가스 고정비 범위는 8~100) 에 도달하면 임계비 에너지 소비 수준에 도달하며, 이때 제품의 입도 분포가 좁아지기 시작하고 절단 입경은 약 30마이크로미터이다.각 기체에 대응하는 분자량으로 임계 가스 고비를 귀일화 처리하면 임계 가스 고비 지수를 대표하는 통용 수치를 얻을 수 있으며, 모든 테스트 기체의 이 지수는 2이다.이 임계 가스 고정비 지수는 분쇄강 내에 이미 충분히 발전한 유동 상태가 형성되었음을 나타내며, 이 상태는 등급별 역할이 효과적으로 발휘되는 전제이다.

분쇄 한계

분쇄 한계는 에너지 소비량이 계속 증가할 때 제품의 입도 분포가 더 이상 변하지 않는 가장 미세한 상태로 정의된다.두 가지 다른 실험 방법을 통해 기류 분쇄기의 분쇄 한계를 연구할 수 있다: 하나는 기체 에너지를 변하지 않는 상황에서 고체 재료 공급 속도를 분쇄 한계에 도달할 때까지 끊임없이 낮추는 것이다.다른 하나는 가스 고정비를 고정하는 조건에서 분쇄 제품을 분쇄기에 반복적으로 보내 분쇄 한계에 도달할 때까지 여러 번 분쇄하는 것이다.이전 방법의 실시는 난이도가 비교적 크다. 왜냐하면 재료 공급 속도를 낮추려면 정확한 재료 공급 제어가 필요할 뿐만 아니라 조작 조건이 실제 응용 범위를 빠르게 벗어날 수 있기 때문이다. 따라서 본 연구는 다음 방법(반복 분쇄)을 채택하여 분쇄 한계를 확정한다.

그림 6은 공기를 기원 유형으로 했을 때의 실험 결과를 보여준다.선택한 고체 재료 공급 속도에서 세 그룹의 실험을 진행하여 분쇄 제품을 반복 분쇄 (통과 횟수 증가) 함으로써 에너지 소비량을 향상시켰다.흥미롭게도 세 그룹의 실험은 결국 모두 같은 분쇄 한계에 도달했다. 다만 가스 고정비가 높을수록 분쇄 한계에 도달하는 속도가 빠르다는 차이가 있다.본 실험에서, 이 로트의 실리콘 모래의 분쇄 한계는 평균 입경 4마이크로미터이며, 재료에 따라 분쇄 한계는 다를 수 있다.

분쇄 한계를 관찰하는 또 다른 방법은 입경이 분쇄극에 가까울 때 에너지 소모 곡선보다 경사가 비정상적으로 가파르게 변하는 것이다 (그림 7 참조).이때 에너지 소비량보다 기하급수적으로 증가하고 에너지 효율이 매우 낮기 때문에 실제 작업에서 분쇄기를 분쇄 한계에 가까운 작업 상황에서 운행해서는 안 된다.

특히 가스 유형은 분쇄 한계에 영향을 미칩니다.분자량이 적은 기체일수록 실현 가능한 분쇄 한계는 가늘며, 그 순서는 헬륨가스>증기>공기>이산화탄소. 평균 입경 5-80 마이크로미터의 일반적인 분쇄 구간에서 어떤 기원이나 조작 조건을 사용하든 특정 제품의 입경을 얻는 데 필요한 것은 에너지 소모보다 대략 같다. 즉 분쇄 에너지 효율이 비슷하다.

6. 결론

• 기원 유형은 제품의 입도 분포 형태에 미치는 영향이 현저하지 않으며, 동일비 에너지 소모 수입하에 제품의 세도가 대체로 비슷하다;
• 분자량이 더 작은 기원 유형은 더 가는 제품을 만드는 능력, 즉 분쇄 효과를 가지고 있다: 헬륨가스> 증기> 공기> 이산화탄소;
• 분쇄강 내에 충분히 발전된 유동 상태가 형성될 때만 기류 등급 기능이 내장되어 있어야 제품의 최대 입경을 효과적으로 통제할 수 있다;

연구 결과에 따르면 안정적이고 고속이며 대칭적인 회전 기류 구조를 형성하는 데 필요한 임계 가스 고비는 약 2이다. 즉 1kg/h의 고체 재료마다 2kg/h의 가스 유량을 배합해야 한다. 이 가스 고비에 대응하는 비 에너지 소모 수준은 약 1000kWh/t이다.

흡입 입자 제조 전체 솔루션

참고 문헌

[1] Zhao Q Q, Schurr G.액체 에너지 액액체 에너지 액액액체 에너지 액액액체 에너지 액액액체 에너지 공장에서 미세한 분연에 대한 동기 가스의 영향 [J].분말 기술, 2002, 122 (2): 129-135.DOI: 10.1016/S0032-5910 (01) 00408-9.