NGHIÊN CỨU CƠ SỞ LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH PHÂN LOẠI SẢN PHẨM NGHIỀN THEO KÍCH THƯỚC HẠT TRONG THIẾT BỊ PHÂN LY KIỂU LY TÂM

Chia sẻ: Sunny_1 Sunny_1 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

69
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Phân ly sản phẩm là một trong 3 khâu của quá trình nghiền. Trong công nghệ chế biến thức ăn thuỷ sản, yêu cầu sản phẩm sau khi nghiền phải đạt độ nhỏ hơn 250 μm, thì phân ly bằng sàng lắp trong buồng nghiền làm việc không có hiệu quả. Do sản phẩm nghiền dù đạt độ nhỏ vẫn khó chui lọt qua lỗ sàng phân ly.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: NGHIÊN CỨU CƠ SỞ LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH PHÂN LOẠI SẢN PHẨM NGHIỀN THEO KÍCH THƯỚC HẠT TRONG THIẾT BỊ PHÂN LY KIỂU LY TÂM

NGHIEÂN CÖÙU KHOA HOÏC KYÕ THUAÄT 109 NGHIEÂN CÖÙU CÔ SÔÛ LYÙ THUYEÁT QUAÙ TRÌNH PHAÂN LOAÏI SAÛN PHAÅM NGHIEÀN THEO KÍCH THÖÔÙC HAÏT TRONG THIEÁT BÒ PHAÂN LY KIEÅU LY TAÂM STUDYING THEORETICAL FUNDAMENTAL OF SEPARATING PROCESS OF GRINDING PRODUCTS BY THE SIZE IN CENTRIFUGAL SEPARATING EQUIPMENT KeoLim, Nguyeãn Nhö Nam Khoa Cô khí Coâng ngheä, tröôøng Ñaïi hoïc Noâng Laâm Tp. HCM ABSTRACT KEÁT QUAÛ VAØ THAÛO LUAÄN Centrifugal separating equipment has been Nguyeân lyù caáu taïo vaø cô cheá laøm vieäc cuûa thieát used to sort the size of grinding products. This is bò phaân ly kieåu ly taâm a kind of equipment that works on pneumatic principle. Calculating theory of this equipment has Nguyeân lyù caáu taïo been not set up completely yet. Studying results of hydro pneumatic dynamics which happened in Thieát bò phaân ly lieân keát vôùi maùy nghieàn laøm centrifugal separating equipment, allowed to build nhieäm vuï phaân loaïi saûn phaåm nghieàn theo kích up the relationship between geometric, thöôùc ôû ngoaøi buoàng nghieàn. Caáu taïo chung cuûa kinematical and dynamic parameters of air flow thieát bò phaân ly ñöôïc trình baøy nhö hình 1. mixture- grinding products and separating equipment. MÔÛ ÑAÀU Phaân ly saûn phaåm laø moät trong 3 khaâu cuûa quaù trình nghieàn. Trong coâng ngheä cheá bieán thöùc aên thuyû saûn, yeâu caàu saûn phaåm sau khi nghieàn phaûi ñaït ñoä nhoû < 250 µm, thì phaân ly baèng saøng laép trong buoàng nghieàn laøm vieäc khoâng coù hieäu quaû. Do saûn phaåm nghieàn duø ñaït ñoä nhoû vaãn khoù chui loït qua loã saøng phaân ly. Caùc saûn phaåm nghieàn khoâng chui qua ñöôïc loã saøng seõ laøm giaûm naêng suaát, caûn trôû quaù trình nghieàn, laøm taêng möùc tieâu thuï naêng löôïng ñeå nghieàn. Ñeå khaéc phuïc hieän töôïng naøy, moät thieát bò thöôøng ñeå duøng phaân loaïi saûn phaåm nghieàn laø thieát bò phaân ly kieåu ly taâm laøm vieäc nhö moät xyclon. Ñaây cuõng laø thieát bò chuû yeáu duøng trong coâng ngheä micro ñeå nghieàn caùc saûn phaåm ñaït tôùi kích thöôùc micro meùt, hoaëc nhoû hôn nöõa. Vieäc thieát keá thieát bò phaân ly kieåu ly taâm xuaát Hình 1. Nguyeân lyù caáu taïo thieát bò phaùt töø thöïc nghieäm vaø laø bí maät cuûa caùc haõng cheá phaân ly kieåu ly taâm taïo. Baøi baùo tieán haønh nghieân cöùu cô sôû lyù thuyeát vieäc phaân loaïi kích thöôùc saûn phaåm nghieàn baèng Thieát bò phaân ly goàm moät buoàng laøm vieäc coù thieát bò phaân ly kieåu ly taâm. daïng hình truï, ñaùy buoàng daïng hình noùn. Phía treân buoàng laøm vieäc löu thoâng vôùi buoàng laéng saûn phaåm VAÄT LIEÄU VAØ PHÖÔNG PHAÙP bôûi oáng daãn khoâng khí vaø saûn phaåm nghieàn ñaõ ñöôïc phaân loaïi baèng khí ñoäng ñaït yeâu caàu. Phía - AÙp duïng caùc nguyeân lyù thuûy khí ñoäng löïc döôùi buoàng laøm vieäc, phaàn hình noùn löu thoâng vôùi hoïc ñeå xaây döïng vaø giaûi thích cô cheá laøm vieäc cuûa oáng daãn khoâng khí – saûn phaåm nghieàn töø maùy thieát bò phaân ly kieåu ly taâm. nghieàn chuyeån tôùi. Caùc saûn phaåm nghieàn coù kích thöôùc lôùn ñöôïc thu gom taïi phaàn hình noùn vaø theo - Söû duïng caùc coâng cuï toaùn hoïc nhö phöông oáng daãn rieâng khaùc ñeå quay trôû laïi maùy nghieàn. trình vi phaân, giaûi tích toaùn hoïc ñeå laäp vaø giaûi caùc Beân trong buoàng laøm vieäc coù boá trí moät roâ to coù baøi toaùn thuyû khí ñoäng löïc hoïc. caáu taïo nhö roâ to quaït ly taâm vôùi truïc quay truøng truïc thuøng. Ñaïi hoïc Noâng Laâm Tp. HCM Taïp chí KHKT Noâng Laâm nghieäp, soá 1&2/2007
110 NGHIEÂN CÖÙU KHOA HOÏC KYÕ THUAÄT Ñieåm khaùc bieät laø roâ to naøy khoâng laøm nhieäm vuï suaát cuûa thieát bò phaân ly. Cheá ñoä ñoäng hoïc cuûa doøng huùt doøng hoãn hôïp khoâng khí – saûn phaåm nghieàn, khoâng khí – phaàn töû nghieàn seõ quyeát ñònh kích maø chæ nhaèm taïo ra ñoäng naêng ñeå ñònh höôùng doøng thöôùc saûn phaåm nghieàn thu hoài. Cheá ñoä ñoäng hoïc hoãn hôïp khoâng khí – saûn phaåm nghieàn chuyeån ñoäng naøy coù theå ñieàu chænh baèng toác ñoä roâ to vaø löu löôïng quay troøn xung quanh buoàng laøm vieäc. Vì vaäy phía khoâng khí boå sung töø beân ngoaøi vaøo buoàng laøm vieäc. döôùi roâ to quaït laø moät noùn hình coân coá ñònh che chaén phaàn döôùi cuûa roâ to. Döôùi taùc ñoäng thuyû löïc Nghieân cöùu chuyeån ñoäng cuûa doøng khoâng khí phía cöûa ra, maø chuyeån ñoäng cuûa doøng hoãn hôïp – phaàn töû nghieàn trong buoàng laøm vieäc hình khoâng khí – saûn phaåm nghieàn quay troøn theo daïng noùn xoaùy oác. Caáu taïo cuûa doøng khoâng khí – phaàn töû nghieàn Cô cheá laøm vieäc Nhö ñaõ phaân tích ôû treân, chuyeån ñoäng cuûa doøng Nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa thieát bò: khoái khoâng khí khoâng khí trong buoàng laøm vieäc hình noùn coù daïng - saûn phaåm nghieàn töø maùy nghieàn ñöôïc chuyeån vaøo luoàng ngaäp, töï do. Söï chuyeån ñoäng cuûa luoàng ôû cheá buoàng laøm vieäc cuûa thieát bò phaân ly theo höôùng töø ñoä chaûy roái. Vì vaäy ngoaøi chuyeån ñoäng theo höôùng döôùi leân. Doøng löu chaát naøy coù moät ñoäng naêng ñuû lôùn truïc luoàng coøn coù caùc phaàn töû chuyeån ñoäng ngang. khi vaøo thieát bò phaân ly ñeå chuyeån ñoäng vaøo khoâng Do toác ñoä ngang naøy maø moät soá phaàn töû bò mang gian buoàng laøm vieäc. Khi thoaùt khoûi oáng daãn, doøng ra ngoaøi phaïm vi luoàng. Nhöõng phaàn töû va chaïm löu chaát chuyeån ñoäng nhö moät luoàng tia ngaäp, vaøo vôùi caùc phaàn töû lôùp bieân khoâng chuyeån ñoäng cuûa moâi tröôøng coù theå tích khoâng gian giôùi haïn laø theå khoâng khí xung quanh seõ truyeàn cho chuùng moät tích buoàng laøm vieäc. ÔÛ traïng thaùi chuyeån ñoäng naøy, vaän toác naøo ñoù vaø loâi cuoán chuùng nhaäp vaøo luoàng. luoàng khoâng khí – phaàn töû nghieàn laø luoàng ngaäp, Do hieän töôïng naøy, trong quaù trình chuyeån ñoäng khoâng töï do. Vôùi tieát dieän cuûa luoàng nhoû hôn raát khoâng khí cuûa luoàng seõ ñöôïc khoâng khí xung quanh nhieàu tieát dieän cuûa theå tích buoàng laøm vieäc ôû moãi ôû buoàng laøm vieäc troän laãn theâm vaøo laøm cho khoái maët caét ngang qua buoàng laøm vieäc ta coù theå coi ñaây löôïng vaø ñöôøng kính cuûa noù taêng theâm theo chieàu laø chuyeån ñoäng cuûa luoàng töï do. Quaù trình chuyeån chuyeån ñoäng, coøn toác ñoä thì giaûm daàn. Theo ñònh ñoäng trong buoàng laøm vieäc (phaàn phía döôùi), luoàng luaät baûo toaøn ñoäng löôïng khoái löôïng taêng theâm tia môû roäng ra theo chieàu ngang. Do taùc duïng cuûa löïc bao nhieâu laàn thì toác ñoä trung bình giaûm ñi baáy ma saùt treân bieân giôùi luoàng vôùi moâi tröôøng khoâng nhieâu laàn: khí baát ñoäng (hoaëc gaàn nhö baát ñoäng) cuûa buoàng laøm vieäc, vaø do söï xaùo loän roái beân trong luoàng. Taùc duïng ∑ m.v = const (1) haõm naøy laøm cho löu toác cuûa luoàng giaûm xuoáng. Vì vaäy vôùi löu löôïng ra cuûa luoàng khoâng ñoåi thì maët caét Luoàng khoâng khí – phaàn töû nghieàn sau khi ra ngang cuûa luoàng khoâng ngöøng taêng leân theo phöông khoûi oáng phun (oáng troøn) seõ môû roäng daàn ñeán moät chuyeån ñoäng. Ñoàng thôøi do löïc ma saùt vaø xaùo loän vò trí naøo ñoù thì bieán maát do ma saùt cuûa luoàng vôùi ngang maø trong vuøng tieáp xuùc cuûa luoàng vôùi moâi lôùp bieân vaø cuûa caùc thaønh phaàn trong luoàng vôùi tröôøng tónh seõ xuaát hieän chuyeån ñoäng xoaùy, daãn ñeán nhau (hình 2). Luoàng coù maët caét hình troøn. söï trao ñoåi ñoäng löôïng maõnh lieät theo phöông ngang vaø luoàng seõ cuoán vaøo mình caùc khoái löôïng khí trong Theo lyù thuyeát thuyû khí ñoäng löïc hoïc thì aùp buoàng laøm vieäc. Doøng khí – phaàn töû nghieàn khi ñeán suaát cuûa luoàng taïi moïi ñieåm laø nhö nhau vaø baèng maët noùn ngaên caùch, seõ coù höôùng chuyeån ñoäng xoaùy vôùi aùp suaát trong buoàng laøm vieäc. oác laïi ñöôïc tieáp theâm ñoäng naêng bôûi roâ to laép trong buoàng laøm vieäc ñeå ñaït ñöôïc toác ñoä quay troøn nhaát Toaøn boä theå tích cuûa luoàng ñöôïc chia laøm 2 ñònh. Quaù trình chuyeån ñoäng quay troøn trong buoàng phaàn: laøm vieäc phaàn hình truï seõ taïo ra löïc ly taâm ñuû lôùn ñeå eùp caùc phaàn töû nghieàn ñuû lôùn chuyeån ñoäng saùt maët - Phaàn theå tích maø trong ñoù vaän toác cuûa doøng trong cuûa buoàng. Caùc phaàn töû naøy maát ñoäng naêng vaø löu chaát baèng nhau vaø baèng vôùi vaän toác cuûa luoàng döôùi taùc duïng cuûa troïng löïc seõ laéng xuoáng phía döôùi, khi môùi ra khoûi voøi phun ñöôïc goïi laø loõi cuûa luoàng. ñeå theo oáng daãn trôû veà maùy nghieàn tieáp tuïc nghieàn Vaän toác cuûa phaàn naøy kyù hieäu laø u0. nhoû. Chæ nhöõng phaàn töû nghieàn ñuû nhoû môùi theo doøng khí chuyeån ñoäng leân phía treân buoàng laøm vieäc - Vuøng theå tích bao quanh loõi coù löu toác thay ñeå ñeán buoàng thu hoài saûn phaåm nghieàn. ñoåi giaûm daàn theo chieàu ngang töø u0 ñeán baèng khoâng ñöôïc goïi laø lôùp bieân roái cuûa luoàng. Nhö vaäy kích thöôùc luoàng tia seõ qui ñònh kích thöôùc ñöôøng kính buoàng laøm vieäc. Kích thöôùc luoàng Chuyeån ñoäng cuûa doøng khoâng khí – phaàn töû tia naøy hoaøn toaøn phuï thuoäc vaøo löu löôïng cuûa luoàng. nghieàn seõ chia laøm 2 ñoaïn nhö sau: Hay theå tích buoàng laøm vieäc ñaëc tröng cho naêng Taïp chí KHKT Noâng Laâm nghieäp, soá 1&2/2007 Ñaïi hoïc Noâng Laâm Tp. HCM
NGHIEÂN CÖÙU KHOA HOÏC KYÕ THUAÄT 111 - Quaù trình chuyeån ñoäng, ñöôøng kính loõi giaûm u ⎛r⎞ daàn, coøn ñöôøng kính lôùp bieân taêng leân, cho ñeán = f⎜ ⎟ (3) maët caét 3 – 3 thì keát thuùc vuøng coù löu toác baèng u max ⎝ x⎠ nhau u = u0. Ñoaïn luoàng naøy goïi laø loõi cuûa luoàng. Ñoaïn naøy coù chieàu daøi baèng chieàu daøi cuûa loõi (xñ) Trong ñoù r laø khoaûng caùch theo phöông ngang goïi laø ñoaïn ñaàu. Töông öùng treân hình veõ (hình 2) töø ñieåm xeùt ñeán truïc luoàng. Toaï ñoä x ñöôïc tính töø laø ñoaïn töø maët caét 1 – 1 ñeán maët caét 3 – 3. cöïc O. Goùc môû cuûa luoàng α phuï thuoäc vaøo möùc ñoä roái x cuûa luoàng; thöôøng α = 12 – 14o. Nghieân cöùu söï bieán ñoåi löu toác umax m U max m Vì aùp suaát tónh nhö nhau taïi moïi ñieåm trong luoàng cho neân ñoäng löôïng cuûa doøng löu chaát tính 4 Uo 4 theo 1 ñôn vò thôøi gian laø nhö nhau taïi moïi maët caét. Vì theá U=0 U=0 3 3 Loõi ∫ ρ.u 2 2 Uo ÑL = .dS = ρ .u0 .S0 (4) 2 2 d S Uo 1 1 Trong ñoù: S0 – tieát dieän maët caét ñaàu 1-1; S – tieát dieän taïi maët caét baát kyø. o 2 Ñoái vôùi luoàng troøn coù: S0 = πr0 ; S = πr2; dS = o 2πr.dr. Thay caùc giaù trò naøy vaøo (4) ta coù: o R Hình 2. Moâ hình luoàng tia ∫ ÑL = 2.π ρ .u 2 .r.dr = π .ρ .u0 .r0 2 2 (5) trong phaàn hình noùn cuûa buoàng laøm vieäc 0 - Sau ñoaïn ñaàu ñöôïc goïi laø ñoaïn cô baûn (hay ñoaïn chính) cuûa luoàng. Trong ñoaïn naøy, lôùp bieân Trong ñoù: r0 vaø R – baùn kính cuûa luoàng taïi maët caét chieám toaøn boä maët caét ngang cuûa luoàng. Löu toác cuûa ñaàu vaø maët caét ñang xeùt. luoàng giaûm theo phöông ngang tính töø taâm luoàng ñi ra vaø ñoàng thôøi giaûm theo chieàu cuûa vaän toác. Trong Vieát phöông trình (5) döôùi daïng khoâng thöù ñoaïn n aøy lôùp bieân chieám toaøn boä maët caét ngang cuûa nguyeân baèng caùch chia 2 veá cho veá phaûi, ta ñöôïc: luoàng, löu toác treân truïc luoàng giaûm daàn töø u0 ñeán u = 0 taïi maët caét voâ cöïc. Thöïc teá, vôùi chieàu daøi buoàng R / r0 2 laøm vieäc höõu haïn ta seõ xaùc ñònh ñieåm cuoái cuøng cuûa ⎛ u ⎞ ⎛ r ⎞ ⎛ r ⎞ doøng khoâng khí – phaàn töû nghieàn coù löu toác ñaûm 2 ∫ 0 ⎜ ⎜u ⎝ 0 ⎟ ⎟ ⎠ ⎜ ⎜r ⎝ 0 ⎟ d⎜ ⎟ ⎜r ⎠ ⎝ 0 ⎟=1 ⎟ ⎠ (6) baûo khoâng ñuû lôùn ñeå mang caùc phaàn töû nghieàn chuyeån ñoäng leân phía treân buoàng laøm vieäc. u u u r r R Ñieåm O goïi laø “tieâu ñieåm” cuûa luoàng. Noù chính Ñaët: u = u * max ; = * laø giao cuûa caùc ñöôøng bieân. 0 max u0 r0 R r0 thì (6) trôû thaønh: Theo lyù thuyeát thuyû khí ñoäng löïc hoïc, beà roäng cuûa luoàng bieán ñoåi tuyeán tính theo toaï ñoä x: 1 2 ⎛ u u max ⎞ ⎛ r R⎞ ⎛ r R⎞ R = a*x (2) ∫ 2 ⎜⎜u 0 ⎝ max u0 ⎟ ⎟ ⎠ ⎜ R r ⎟ d⎜ R r ⎟ = 1 ⎜ ⎝ ⎟ ⎜ 0 ⎠ ⎝ ⎟ 0 ⎠ (7) Löu toác ôû truïc luoàng trong vuøng cô baûn umax chæ phuï thuoäc vaøo x. Luaät phaân boá löu toác treân taát Vì umax vaø R chæ phuï thuoäc vaøo x, r0 = const, neân caû caùc maët caét ngang cuûa ñoaïn cô baûn coù daïng: (7) coù daïng: Ñaïi hoïc Noâng Laâm Tp. HCM Taïp chí KHKT Noâng Laâm nghieäp, soá 1&2/2007
112 NGHIEÂN CÖÙU KHOA HOÏC KYÕ THUAÄT 2 2 1 2 R 21 ⎛u ⎞ ⎛ R⎞ ⎛ u ⎞ ⎛r⎞ ⎛r⎞ umax ⎛ R ⎞ u r ⎛r⎞ ∫ ∫ ∫u 2 2⎜ max ⎜ u ⎝ 0 ⎟ ⎟ ⎠ ⎜ ⎟ ⎜r ⎟ ⎝ 0⎠ ∫ ⎜ ⎜u 0 ⎝ max ⎟ ⎜ ⎟ d⎜ ⎟ =1 (8) ⎟ R ⎠ ⎝ ⎠ ⎝ R⎠ Q = udS = 2π urdr = 2πr0 u0 S 0 ⎜ ⎟ u0 ⎜ r0 ⎟ ⎝ ⎠ 0 max d⎜ ⎟ R ⎝ R⎠ u ⎛r⎞ 1 u r ⎛r⎞ = f ⎜ ⎟ vaøo seõ tính ñöôïc Thay u max ⎝ R⎠ ∫u 0 max d⎜ ⎟ = 0,0985 R ⎝ R⎠ (13) 1 2⎛ r⎞ r ⎛r⎞ ∫f ⎜ ⎟ * * d⎜ ⎟ =0,0464 ⎝ R⎠ R ⎝ R⎠ (9) 2 Q = 2.13πr0 u0 u0 0 umax Töø (8) vaø (9) suy ra: Maët khaùc: π.r02.u0 = S0.u0 = Q0 laø löu löôïng cuûa doøng khoâng khí – phaàn töû nghieàn chuyeån ñeán buoàng const laøm vieäc, neân: umax = R Q = const.u0 .x (14) Q0 const Do R = ax; neân u max ≈ x Theo phöông trình (2),: Theo keát quaû vöøa chöùng minh, ta nhaän thaáy löu R = a.x = ε.a1. x. toác treân truïc luoàng troøn ñoaïn cô baûn tyû leä nghòch vôùi khoaûng caùch x töø maët caét naøy ñeán cöïc. Trong ñoù: ε - heä soá phuï thuoäc vaøo maët caét cuoái cuûa oáng vaän chuyeån doøng khoâng khí – phaàn töû nghieàn Phaân boá löu toác treân maët caét ngang cuûa ñoaïn cô baûn tôùi buoàng laøm vieäc, ε = 3,4; Theo Schlichting löu toác treân maët caét ngang a1 – heä soá caáu taïo roái cuûa luoàng, phuï thuoäc vaøo cuûa luoàng trong ñoaïn cô baûn phaân boá theo qui luaät phaân boá löu toác taïi maët caét ñaàu, a1 = 0,066. sau: Do ñoù: umax u ( = 1 − η 1. 5 ) 2 (10) R a .x = 3.4 1 (15) r0 r0 Trong ñoù: η = r/R. u max r = 0,96 0 (16) u0 ax Caùc ñaëc tröng hình hoïc vaø ñoäng hoïc khaùc Töø phöông trình (8) vaø (9) ta coù: Q ⎛ a1 .x ⎞ Suy ra Q = 2,2⎜ r + 0,29 ⎟ ⎜ ⎟ (17) 0 ⎝ 0 ⎠ Nghieân cöùu quaù trình phaân ly saûn phaåm nghieàn (11) trong phaàn hình truï cuûa buoàng phaân ly Söï chuyeån ñoäng cuûa doøng khoâng khí – phaàn töû nghieàn vaø löïc taùc duïng leân caùc phaàn töû nghieàn trình R u0 Hay: r = 3,3 u (12) baøy nhö hình 3. 0 max Taïi maët caét keát thuùc loõi 3-3, umax = u0, suy ra R/r0 = 3,3. Löu löôïng cuûa luoàng: Taïp chí KHKT Noâng Laâm nghieäp, soá 1&2/2007 Ñaïi hoïc Noâng Laâm Tp. HCM
NGHIEÂN CÖÙU KHOA HOÏC KYÕ THUAÄT 113 Caân baèng löïc ly taâm theo phöông trình (20) vaø löïc caûn moâi tröôøng theo phöông trình (22), sau khi bieán ñoåi ta coù: 18.ν ρ k dr dτ = . . (23) ω .d2 2 ρm r Tích phaân phöông trình (23) vôùi giôùi haïn töø R1 ñeán R2 ta coù: 18.ν ρk R τ = . . ln 2 , s; (24) 2 ω .d 2 ρm R1 Trong ñoù: τ - thôøi gian ñeå haït naèm ôû vò trí ban ñaàu baát lôïi nhaát (naèm caïnh roâ to – caùch taâm moät khoaûng laø R1) bò ñaåy ra ngoaøi cho ñeán luùc chaïm vôùi voû hình Hình 3. Chuyeån ñoäng cuûa haït truï buoàng laøm vieäc (caùch taâm moät khoaûng laø R2), s; trong phaàn truï cyclone ν - heä soá nhôùt ñoäng hoïc cuûa khoâng khí, m2/s; Xeùt chuyeån ñoäng cuûa moät haït raén (phaàn töû nghieàn) naèm caùch truïc buoàng laø r. Haït coù vaän toác ρm, ρk – laàn löôït laø khoái löôïng rieâng cuûa khoâng khí chuyeån ñoäng theo phöông tieáp tuyeán laø v. Löïc ly vaø haït, kg/m3; Xem v laø löu toác trung bình cuûa taâm taùc duïng leân haït: doøng khoâng khí trong buoàng laøm vieäc phaàn hình truï. Trong thôøi gian τ haït seõ thöïc hieän n voøng vôùi baùn kính trung taâm cuûa moãi voøng: m.v 2 Flt = (18) r R0 = (R1 + R2 )/2 (25) Trong ñoù: m – khoái löôïng cuûa haït. Chieàu daøi ñoaïn ñöôøng ñi cuûa haït theo ñöôøng xoaén oác trong buoàng laøm vieäc laø: Goïi ω laø vaän toác quay cuûa haït, ta coù 2 π.R0.n = v.τ (26) ω = v/r (19) Vaäy thôøi gian laéng cuûa haït trong buoàng hình Giaû thuyeát raèng vaät raén coù daïng hình caàu ñöôøng truï laø: kính d, khoái löôïng rieâng ρm thì m = ρm.d3/6 vaø löïc ly taâm seõ laø: τ = 2π.R0.n/v = 2πn/ω (27) Caân baèng veá phaûi cuûa 2 bieåu thöùc (24) vaø (27) ta π .d 3 .ρ m .ω 2 .r xaùc ñònh ñöôïc côõ haït lôùn nhaát taùch ñöôïc sau khi Flt = (20) 6 thoaùt khoûi buoàng laøm vieäc ñeán boä phaän thu hoài laø: Döôùi taùc duïng cuûa löïc ly taâm, haït seõ chuyeån ñoäng theo phöông r vôùi vaän toác goùc laø vr xaùc ñònh ν ρk R d = 3. . ln 2 , m; . (28) theo phöông trình: π .n.ω ρ m R1 Vr = dr/dτ (21) YÙ kieán thaûo luaän ÖÙng vôùi vaän toác vr, moâi tröôøng khoâng khí seõ taùc - Khoâng gian luoàng khoâng khí – phaàn töû duïng leân haït buïi moät löïc caûn R tính theo coâng thöùc nghieàn sau khi vaøo buoàng laøm vieäc seõ qui ñònh cuûa Stocks: khoâng gian phaàn hình noùn cuûa buoàng laøm vieäc. Theo ñoù, taïi maët caét ñaàu 1 – 1 töông öùng vôùi luoàng Fc = 3.π.µ.d.vr = 3.π.µ.d.dr/dτ (22) thì dieän tích buoàng laøm vieäc khoâng ñöôïc lôùn hôn 20 % dieän tích tieát dieän cuûa luoàng (dieän tích oáng vaän chuyeån doøng khoâng khí – phaàn töû nghieàn vaøo Ñaïi hoïc Noâng Laâm Tp. HCM Taïp chí KHKT Noâng Laâm nghieäp, soá 1&2/2007
114 NGHIEÂN CÖÙU KHOA HOÏC KYÕ THUAÄT buoàng laøm vieäc). Ñieàu kieän naøy ñaûm baûo haïn cheá KEÁT LUAÄN – ÑEÀ NGHÒ hieän töôïng roái loaïn trong phaàn theå tích thu hoài caùc saûn phaåm nghieàn coù kích thöôùc lôùn veà nghieàn Cô cheá loïc saûn phaåm nghieàn trong buoàng laøm laïi. Töø ñieàu kieän naøy cho pheùp tính toaùn veà maët lyù vieäc cuûa thieát bò phaân ly kieåu ly taâm laøm vieäc nhö thuyeát chieàu daøi oáng vaän chuyeån khoâng khí – phaàn moät xyclon theo cô cheá thuyû khí ñoäng löïc hoïc. Caùc töû nghieàn trong buoàng laøm vieäc. keát quaû nghieân cöùu treân ñaõ keá thöøa töø lyù thuyeát thuyû khí ñoäng löïc hoïc. Phaân tích caùc keát quaû - Neáu xem nhö doøng khoâng khí – phaàn töû nghieân cöùu naøy cho ta cô sôû tính toaùn thieát keá thieát nghieàn coù vaän toác quay baèng vaän toác roâ to thì töø bò phaân loaïi haït laøm vieäc theo nguyeân taéc ly taâm. coâng thöùc (28) cho thaáy thay ñoåi vaän toác quay cuûa roâ to ta coù theå ñieàu khieån kích thöôùc phaàn töû nghieàn TAØI LIEÄU THAM KHAÛO thu hoài. Ñeå thu hoài ñöôïc caùc phaàn töû nghieàn coù kích thöôùc caøng beù thì vaän toác quay caøng lôùn vaø Boä moân Cô löu chaát, 1997. Giaùo trình cô löu chaát. ngöôïc laïi. Vì vaäy trong caùc maùy nghieàn sieâu mòn NXB tröôøng Ñaïi hoïc Baùch khoa Tp. Hoà Chí Minh. duìng trong cheá bieán thöùc aên thuyû saûn thu hoài caùc phaàn töû nghieàn coù kích thöôùc ≤ 250 µm thì vaän toác Traàn Ngoïc Chaån, 1998. Kyõ thuaät thoâng gioù. NXB quay cuûa roâ to trong khoaûng 200 – 500 g/ph, coøn Xaây Döïng Haø Noäi. trong caùc maùy nghieàn boät ñaù ñeå thu hoài caùc phaàn töû nghieàn coù kích thöôùc ≤ 1,5 µm thì vaän toáâc quay Hoaøng Kim Cô, 1999. Kyõ thuaät loïc buïi vaø laøm saïch cuûa roâ to ñaït tôùi 3.000 vg/ph. khí. NXB Giaùo duïc Haø Noäi. - Töø coâng thöùc 28 qui ñònh kích thöôùc buoàng Hoaøng Vaên Quí, 1997. Thuyû löïc vaø khí ñoäng löïc. laéng buïi. NXB Khoa hoïc & Kyõ thuaät Haø Noäi. Snow R.H., Kaye B.H., Capes C. E., Sresty G.C., 1984. Size Reduction and Size Enlargement. Perry,s Chemical Engineers, Handbook. Sixth edition. Perry R.H., Green D.W., McGraw – Hill Book Company, pp 8.35 – 8.60. Taïp chí KHKT Noâng Laâm nghieäp, soá 1&2/2007 Ñaïi hoïc Noâng Laâm Tp. HCM