氣流粉碎機(jī)PPT課件

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1、 利用高速氣流（300500m/s）或過(guò)熱蒸汽（300400）的能量使顆粒產(chǎn)生相互沖擊、碰撞、摩擦剪切而實(shí)現(xiàn)超細(xì)粉碎，廣泛應(yīng)用于化工、非金屬礦物的超細(xì)粉碎，是最常用的超細(xì)粉碎設(shè)備之一。第1頁(yè)/共100頁(yè)將壓縮空氣通過(guò)拉瓦爾噴管加速成亞音速或超音速氣流，噴出的射流帶動(dòng)物料作高速運(yùn)動(dòng)，使物料碰撞、摩擦剪切而粉碎。被粉碎的物料隨氣流至分級(jí)區(qū)進(jìn)行分級(jí)，達(dá)到粒度要求的物料由收集器收集下來(lái)，未達(dá)到粒度要求的物料再返回粉碎室繼續(xù)粉碎，直至達(dá)到要求的粒度并被捕集。 第2頁(yè)/共100頁(yè) 壓縮空氣或過(guò)熱蒸汽通過(guò)噴嘴后，產(chǎn)生高速氣流且在噴嘴附近形成很高的速度梯度，通過(guò)噴嘴產(chǎn)生的超音速高湍流作為顆粒載體。物料經(jīng)負(fù)壓的

2、引射作用進(jìn)入噴管，高壓氣流帶著顆粒在粉碎室中作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)并形成強(qiáng)大旋轉(zhuǎn)氣流，物料顆粒之間不僅要發(fā)生撞擊，而且氣流對(duì)物料顆粒也要產(chǎn)生沖擊剪切作用，同時(shí)物料還要與粉碎室發(fā)生沖擊、摩擦、剪切作用。如果碰撞的能量超過(guò)顆粒內(nèi)部需要的能量，顆粒就將被粉碎。粉碎合格的細(xì)小顆粒被氣流推到旋風(fēng)分離室中，較粗的顆粒則繼續(xù)在粉碎室中進(jìn)行粉碎，從而達(dá)到粉碎目的。第3頁(yè)/共100頁(yè)l優(yōu)點(diǎn)：1） 80%以上的顆粒是依靠顆粒間的相互沖擊碰撞被粉碎的，只有不到20%的顆粒是通過(guò)顆粒與粉碎室內(nèi)壁的碰撞和摩擦被粉碎。可以粉碎莫氏可以粉碎莫氏硬度硬度為為1 11010的材料的材料，經(jīng)氣流粉碎后的物料平均粒度細(xì)，最細(xì)可以達(dá)到最細(xì)可以達(dá)

3、到0.20.2mm，一一般為般為0.5m0.5m20m20m；粒度分布較窄，可以滿足窄粒度分布可以滿足窄粒度分布產(chǎn)品粉的要求；產(chǎn)品粉的要求；l2）由于壓縮空氣在噴嘴處絕熱膨脹會(huì)使系統(tǒng)溫度降低，顆粒的粉碎是在低溫瞬間完成的，從而避免了某些物質(zhì)在粉碎過(guò)程中產(chǎn)生熱量而破壞其化學(xué)成分的現(xiàn)象發(fā)生，尤其適用于熱敏性物料的粉碎。加工溫度低加工溫度低（小于氣流溫度），材料破（小于氣流溫度），材料破碎時(shí)的應(yīng)變率高，可粉碎低熔點(diǎn)、熱敏性和生物等材料。碎時(shí)的應(yīng)變率高，可粉碎低熔點(diǎn)、熱敏性和生物等材料?？煞鬯榈腿埸c(diǎn)和熱敏性材料及生物活性制品。第4頁(yè)/共100頁(yè) 3）氣流粉碎純粹是物理行為，既沒(méi)有其它物質(zhì)摻入其中，也沒(méi)

4、有高溫下的化學(xué)反應(yīng)，因而保持物料的原有天然性質(zhì)。顆粒表面光滑，顆粒形狀規(guī)整，純度高，活性大，分散性好。 4）因?yàn)闅饬鞣鬯榧夹g(shù)是根據(jù)物料的自磨原理而實(shí)現(xiàn)對(duì)物料的粉碎，粉碎的動(dòng)力是空氣。粉碎腔體對(duì)產(chǎn)品污染極少，粉碎是在負(fù)壓狀態(tài)下進(jìn)行的，顆粒在粉碎過(guò)程中不發(fā)生任何泄漏。只要空氣經(jīng)過(guò)凈化，就不會(huì)造成新的污染源。l 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：能耗較大能耗較大，生產(chǎn)成本較高。，生產(chǎn)成本較高。第5頁(yè)/共100頁(yè) 第一類第一類是只對(duì)細(xì)度有要求的粉，越細(xì)越好越細(xì)越好。如西藥、中草藥、保健品、農(nóng)副產(chǎn)品、海產(chǎn)品、ACAC發(fā)泡劑、滅火粉、非金屬礦粉、剛玉、金剛石、碳化硼、電氣石、玻璃、熒光粉、樹(shù)脂、石墨、稀土材料、助劑、顏料、化妝

5、品等； 第二類第二類是對(duì)粒度分布有較高的要求，要求粒度分布窄粒度分布窄。如磨料、復(fù)印粉、激光磨料、復(fù)印粉、激光打印粉、鈷酸鋰粉、猛酸鋰粉等，氣流粉碎機(jī)在這些行業(yè)中能發(fā)揮很好的作用，其優(yōu)越性是其他粉碎設(shè)備所不能替代的； 第三類第三類是釹鐵硼磁粉、金屬微粉和黑索今微粉等，這類微粉一般采用氣流粉碎方法制備，其所用的氣體都是惰性氣體惰性氣體，如氮?dú)獾龋駝t會(huì)有燃燒爆炸的危險(xiǎn)。第6頁(yè)/共100頁(yè)l扁平式（也稱圓盤式）扁平式（也稱圓盤式）l循環(huán)循環(huán)管式管式l單噴式（也稱靶式）單噴式（也稱靶式）l對(duì)噴式對(duì)噴式l惰性氣體粉碎機(jī)惰性氣體粉碎機(jī)第7頁(yè)/共100頁(yè)扁平式氣流粉碎機(jī)扁平式氣流粉碎機(jī)，也稱圓盤式氣流磨，

6、是美國(guó) Fluid Energy公司在1934年研制成功的。扁平式氣流粉碎機(jī)是工業(yè)上應(yīng)用最早和最廣泛的氣流粉碎機(jī)，國(guó)外商品名稱Micronizer 。第8頁(yè)/共100頁(yè)扁平式氣流粉碎機(jī)(spiral jet pulverizer ) 工作原理： 待粉碎物料由文丘里噴嘴加速至超音速導(dǎo)入粉碎室內(nèi)。 高壓氣流經(jīng)入口進(jìn)入氣流分配室，分配室與粉碎室相通，氣流在自身壓力下通過(guò)噴嘴時(shí)產(chǎn)生超音速甚至每秒上千米的氣流速度。 噴嘴與粉碎室成一銳角，故以噴射旋流粉碎室并帶動(dòng)物料作循環(huán)運(yùn)動(dòng)，顆粒與機(jī)體及顆粒之間產(chǎn)生相互沖擊、碰撞、摩擦而粉碎。粗粉在離心力作用下被甩向粉碎室周壁作循環(huán)粉碎，微細(xì)顆粒在向心氣流帶動(dòng)下被導(dǎo)入

7、粉碎機(jī)中心出口管進(jìn)入旋風(fēng)分離器進(jìn)行捕集。第9頁(yè)/共100頁(yè)10第10頁(yè)/共100頁(yè) 扁平式氣流粉碎機(jī)工作原理圖文丘里噴嘴噴嘴粉碎室內(nèi)襯外殼第11頁(yè)/共100頁(yè)扁平式氣流粉碎機(jī) 粉碎過(guò)程： 物料經(jīng)加料口由噴射式加料器的噴嘴加速，導(dǎo)入粉碎室，在旋轉(zhuǎn)氣流帶動(dòng)下發(fā)生相互碰撞、摩擦、剪切而粉碎。 細(xì)粉被氣流推到粉碎室中心出口管，在旋風(fēng)分離器中呈螺旋狀運(yùn)動(dòng)緩降到貯斗中；廢氣由廢氣排出管排出；粗粒在離心作用下被甩到粉碎室周壁作循環(huán)粉碎。第12頁(yè)/共100頁(yè)扁平式氣流粉碎機(jī)外形圖第13頁(yè)/共100頁(yè)扁平式氣流粉碎機(jī) 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，拆卸、清理、維修容易，并能自動(dòng)分級(jí)。 缺點(diǎn)：當(dāng)被粉碎的物料速度較高時(shí)

8、，隨氣流高速運(yùn)動(dòng)與磨腔內(nèi)壁會(huì)產(chǎn)生劇烈的沖擊、摩擦、剪切作用，導(dǎo)致粉碎室壁的磨損，并造成粉體的污染，尤其是對(duì)于硬度很高的材料（如碳化硅，氧化硅），磨損更嚴(yán)重。第14頁(yè)/共100頁(yè)15扁平式氣流粉碎機(jī) 注意： 粉碎室的內(nèi)壁應(yīng)選用超硬、高耐磨的材料制造。例如剛玉、氧化鋯、超硬合金等。 扁平式氣流磨不適合于超硬、高純材料的超細(xì)粉碎。第15頁(yè)/共100頁(yè)16循環(huán)管式氣流磨 循環(huán)管式氣流磨，又稱為立式環(huán)形噴射式氣流磨，也具有內(nèi)分級(jí)作用。 循環(huán)管式氣流磨可分為等圓截面和變截面循環(huán)管式氣流磨。 其中用得最多的是JOM系列（也稱O型）變截面循環(huán)管式氣流磨。第16頁(yè)/共100頁(yè)循環(huán)管式氣流粉碎機(jī) 原料由文丘里噴嘴

9、加入粉碎區(qū)，氣流經(jīng)一組噴嘴噴入不等徑變曲率的跑道形循環(huán)管式粉碎室，并加速顆粒使之相互沖擊、碰撞摩擦而粉碎。 旋流帶動(dòng)被粉碎顆粒沿上行管向上進(jìn)入分級(jí)區(qū)，在分級(jí)區(qū)離心力場(chǎng)的作用下使密集的料流分流，細(xì)顆粒在內(nèi)層經(jīng)百葉窗式慣性分級(jí)器分級(jí)后排出即為產(chǎn)品，粗顆粒在外層沿下行管返回繼續(xù)循環(huán)粉碎。 循環(huán)管的特殊形狀具有加速顆粒運(yùn)動(dòng)和加大離心力場(chǎng)的功能，以提高粉碎和分級(jí)的效果。 廣泛應(yīng)用于填料、顏料、金屬、化妝品、醫(yī)藥、食品、磨料以及具有熱敏性、爆炸性化學(xué)品等的超細(xì)粉碎。第17頁(yè)/共100頁(yè)循環(huán)氣流粉碎機(jī)工作原理圖文丘里NozzleClassifierFine PowderC o a r s e powderC

10、omminuting RoomCompressed Air第18頁(yè)/共100頁(yè)19循環(huán)管式氣流磨 物料顆粒高速進(jìn)行粉碎區(qū)后，高壓空氣帶動(dòng)顆粒沿管道運(yùn)動(dòng)。 由于管道呈O型，內(nèi)外圈半徑不同，內(nèi)外層物料運(yùn)動(dòng)路徑及速度都不同。 各層物料顆粒之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，發(fā)生摩擦、剪切、碰撞粉碎作用。 同時(shí)，由于離心力的作用，密集的顆粒流分層，粗粒處在外層，細(xì)粒在內(nèi)層并向內(nèi)聚集，最后由排料口排出，粗粒則繼續(xù)粉碎。第19頁(yè)/共100頁(yè) 循環(huán)管式氣流粉碎機(jī)外形循環(huán)管式氣流粉碎機(jī)外形圖圖第20頁(yè)/共100頁(yè)21循環(huán)管式氣流磨 特點(diǎn)： 粉碎室內(nèi)腔截面不是真正的圓截面，循環(huán)管各處截面也不等，而分級(jí)區(qū)和粉碎區(qū)的弧形部分也不是圓

11、周的一部分，即曲率半徑是變化的。 顆粒在粉碎室內(nèi)能加速運(yùn)動(dòng)，離開(kāi)粉碎室后能減速上升，能加速顆粒在分級(jí)室內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，加大離心力場(chǎng)，提高粉碎和分級(jí)效果。第21頁(yè)/共100頁(yè)22循環(huán)管式氣流磨 優(yōu)點(diǎn)： 主機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便； 粉碎的同時(shí)具有自動(dòng)分級(jí)功能； 主機(jī)設(shè)備體積小，生產(chǎn)能力大； 產(chǎn)品細(xì)度好，可至30.2m。 缺點(diǎn)： 氣流與物料對(duì)管內(nèi)壁的沖刷、磨損太嚴(yán)重，因此不適合硬度較高的材料的細(xì)化。 粉碎效率是各類氣流磨中最低的，能耗最大。第22頁(yè)/共100頁(yè)23 扁平式和循環(huán)管式氣流磨有一共同點(diǎn)，即第一次撞擊是物料在氣流作用下，借助于管壁或板實(shí)現(xiàn)的，以后的撞擊才可能是顆粒之間的撞擊。 對(duì)管壁的磨損和對(duì)產(chǎn)品

12、的污染 不可以加工較硬的物料第23頁(yè)/共100頁(yè)靶式氣流粉碎機(jī)（Target Type Fluid Energy Mill） 利用高速氣流挾帶物料沖擊在各種形狀的靶板上進(jìn)行粉碎。除物料與靶板發(fā)生強(qiáng)烈沖擊碰撞外，還發(fā)生物料與粉碎室壁多次的反彈粉碎，因此，粉碎力特別大，尤其適合于粉碎高分子聚合物、低熔點(diǎn)熱敏性物料以及纖維狀物料。 根據(jù)原料性質(zhì)和產(chǎn)品粒度要求選擇不同靶板形狀。 靶板作為易損件，必須采用耐磨材料制作，如碳化物、剛玉等 。 第24頁(yè)/共100頁(yè)早期靶板式氣流磨結(jié)構(gòu)早期靶式氣流粉碎機(jī)：物料由加料管進(jìn)入粉碎室，經(jīng)噴嘴噴出的氣流吸入并加速，再經(jīng)混合管進(jìn)一步均化和加速后，直接與沖擊板（靶板）發(fā)生

13、強(qiáng)烈碰撞。為了更好地均化和加速，混合管大多做成超音速縮擴(kuò)型噴管狀。粉碎后的細(xì)顆粒被氣流帶出粉碎區(qū)，進(jìn)入位于沖擊板上方的分級(jí)區(qū)進(jìn)行分級(jí)，經(jīng)分級(jí)的顆粒被氣流帶出機(jī)外捕集為成品，粗顆粒返回粉碎區(qū)再行粉碎。粉碎產(chǎn)品較粗，動(dòng)力消耗也較大，因而應(yīng)用受到限制。 Jet NozzleMixing PipeFeedComminuting RoomImpacting Target第25頁(yè)/共100頁(yè)26靶式氣流粉碎機(jī) 工作原理： 粉碎物料在混合管中與高壓氣流相混合并加速，高速?zèng)_擊靶板而粉碎。 細(xì)粉隨氣流從出口排出，并進(jìn)入分級(jí)器中分級(jí)；粗粉返回加料斗重新導(dǎo)入粉碎室繼續(xù)粉碎。 為了更好地混合和加速，混合器大多做成超音

14、速噴管狀。第26頁(yè)/共100頁(yè) （a）物料經(jīng)過(guò)噴嘴 （b）物料不經(jīng)過(guò)噴嘴 單噴式氣流粉碎機(jī)的二種粉碎方式示意圖 第27頁(yè)/共100頁(yè)靶式氣流粉碎機(jī) 優(yōu)點(diǎn)： 簡(jiǎn)單、操作方便。 粉碎力特別大，粉碎效率高，尤其運(yùn)用于低熔點(diǎn)、熱敏性物料以及高分子聚合物的粉碎。 缺點(diǎn)： 產(chǎn)品較粗，能耗大。 高速運(yùn)動(dòng)的物料顆粒和氣流對(duì)靶板有強(qiáng)烈的沖蝕作用，靶板磨損嚴(yán)重，會(huì)造成產(chǎn)品的污染。QBN450型靶式氣流粉碎機(jī) 第28頁(yè)/共100頁(yè)29對(duì)噴式氣流粉碎機(jī) 對(duì)噴式氣流粉碎機(jī)，又稱逆向噴射磨，是一種物料在超音速氣流中自身產(chǎn)生對(duì)撞而實(shí)現(xiàn)超細(xì)粉碎的裝置。 特點(diǎn)：利用相對(duì)運(yùn)動(dòng)的氣流，顆粒從第一次撞擊開(kāi)始就依靠相互之間的沖撞，減少

15、了對(duì)管壁的磨損和對(duì)產(chǎn)品的污染，可以加工較硬的物料。第29頁(yè)/共100頁(yè)30對(duì)噴式氣流粉碎機(jī) 對(duì)噴式氣流粉碎機(jī)最早出現(xiàn)于德國(guó)，我國(guó)從20世紀(jì)80年代初開(kāi)始從國(guó)外引進(jìn)該類粉碎機(jī)，并自主開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)。 目前，國(guó)內(nèi)用得較多的是特羅斯特型（Trost Jet Mill）、馬亞克型（MJP）和QLM型等。第30頁(yè)/共100頁(yè)31對(duì)噴式氣流粉碎機(jī) 工作原理：物料由料斗進(jìn)入，被加料噴嘴噴出的高速氣流噴入粉碎室，同時(shí)粉碎噴嘴將分級(jí)室落下的粗粒噴入粉碎室，物料對(duì)撞并被粉碎后，隨氣流上升至分級(jí)室。 在分級(jí)室，氣流形成主旋流，使顆粒發(fā)生分級(jí)。由于粗粉位于分級(jí)室外圍，在氣流帶動(dòng)下，退回粉碎室進(jìn)一步粉碎，細(xì)粉經(jīng)中間出口排到

16、機(jī)外進(jìn)行氣固分離和產(chǎn)品回收。第31頁(yè)/共100頁(yè)nTrost Jet Mill的工作原理：第32頁(yè)/共100頁(yè)33流化床對(duì)撞式氣流粉碎機(jī) 流化床對(duì)撞式氣流粉碎磨：將對(duì)噴原理與流化床中膨脹氣體噴射流相結(jié)合。 流化床式氣流粉碎機(jī)是德國(guó)20世紀(jì)80年代的新產(chǎn)品，主要生產(chǎn)廠家是德國(guó)Alpine公司，美國(guó)、日本、中國(guó)也有公司生產(chǎn)。QLD流化床式氣流粉碎機(jī)第33頁(yè)/共100頁(yè)34n工作原理：第34頁(yè)/共100頁(yè)35流化床對(duì)撞式氣流粉碎機(jī)工件原理：物料通過(guò)閥門進(jìn)入料倉(cāng)，螺旋將物料送入研磨室；空氣通過(guò)逆噴嘴噴入研磨室使物料呈流態(tài)化。被加速的物料在各噴嘴交匯點(diǎn)匯合，在此，顆?；ハ鄾_撞、摩擦、剪切而粉碎。粉碎的物

17、料由上升氣流輸送至渦輪式超細(xì)分級(jí)器，細(xì)粉產(chǎn)品經(jīng)出口排出，較粗的顆粒沿機(jī)壁返回磨礦室，尾氣進(jìn)入除塵器排出。第35頁(yè)/共100頁(yè)36流化床對(duì)撞式氣流粉碎機(jī) 粒子在高速噴射氣流交點(diǎn)碰撞，該點(diǎn)位于流化床中心。 靠氣流對(duì)粒子的高速?zèng)_擊及粒子間的相互碰撞而使粒子粉碎，與腔壁影響不大。 磨損大大減弱。流化床內(nèi)對(duì)撞氣流流化床內(nèi)對(duì)撞氣流交匯點(diǎn)示意圖交匯點(diǎn)示意圖第36頁(yè)/共100頁(yè)（a）物料經(jīng)過(guò)噴嘴 （b）物料不經(jīng)過(guò)噴嘴 流化床對(duì)噴式氣流粉碎機(jī)的兩種形式結(jié)構(gòu)示意圖 第37頁(yè)/共100頁(yè)產(chǎn)品細(xì)度高（d50=310m），粒度分布窄且無(wú)過(guò)大顆粒；粉磨效率高，能耗低，產(chǎn)量大，比其它類型的氣流磨節(jié)能50%；采用剛玉、碳化硅

18、或PU（環(huán)）等作易磨件因而磨耗低，產(chǎn)品受污染少，純度高，可加工無(wú)鐵質(zhì)污染的粉體，也可粉碎硬度高的物料；結(jié)構(gòu)緊湊，簡(jiǎn)單；噪音??；可實(shí)現(xiàn)操作自動(dòng)化。但造價(jià)較高。 第38頁(yè)/共100頁(yè)（a a）平面）平面匯聚匯聚式式 （b b）空間）空間匯聚匯聚式式 流化床對(duì)噴式氣流粉碎機(jī)的二種粉碎室結(jié)構(gòu)形式示意圖流化床對(duì)噴式氣流粉碎機(jī)的二種粉碎室結(jié)構(gòu)形式示意圖第39頁(yè)/共100頁(yè)40流化床對(duì)撞式氣流粉碎機(jī) 優(yōu)點(diǎn)： 粉碎效率高，能耗低：氣流帶顆粒呈多角度對(duì)撞，作用力大，粉粒的受力復(fù)雜，外加的能量被粉粒充分吸收，噴射功損耗少；把流化床原理與平臥式渦輪超細(xì)分級(jí)器相結(jié)合，使細(xì)料及時(shí)排出，減少了因細(xì)粉過(guò)粉碎而損失的能量。與

19、圓盤式氣流磨相比，平均能耗減少3050% 。第40頁(yè)/共100頁(yè)41流化床對(duì)撞式氣流粉碎機(jī) 磨損輕，污染少：從第一次撞擊，粉粒主要是進(jìn)行相互之間的沖撞，對(duì)室外壁沖撞少。 設(shè)備體積小，占地面積少：在同等生產(chǎn)能力的前提下，流化床對(duì)撞式氣流磨比圓盤式氣流磨體積減少1015%，占地面積減少1530%。 自動(dòng)化程度高，噪聲小，生產(chǎn)能力大，適合于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。第41頁(yè)/共100頁(yè)42流化床對(duì)撞式氣流粉碎機(jī) 缺點(diǎn)： 顆粒不斷高速?zèng)_擊分級(jí)葉片，在生產(chǎn)超硬粉粒時(shí)，分級(jí)葉片的磨損仍很嚴(yán)重。 應(yīng)用：高硬物料、高純物料、難粉碎層狀非金屬礦、熱敏性和密集氣孔性物料等。第42頁(yè)/共100頁(yè)流化床對(duì)撞式氣流粉碎機(jī)與靶式

20、氣流磨的區(qū)別 利用一對(duì)或若干對(duì)噴嘴相對(duì)噴射時(shí)產(chǎn)生的超音速氣流使物料彼此從兩個(gè)或多個(gè)方向相互沖擊和碰撞而粉碎。 由于物料高速直接對(duì)撞，沖擊強(qiáng)度大，能量利用率高，可用于粉碎莫氏硬度10級(jí)以下的各種脆性和韌性物料，產(chǎn)品粒度可達(dá)亞微米級(jí)。 還克服了靶式靶板和循環(huán)式磨體易損壞的缺點(diǎn)，減少了對(duì)產(chǎn)品的污染，延長(zhǎng)了使用壽命。 是一種較理想和先進(jìn)的氣流粉碎機(jī)。 第43頁(yè)/共100頁(yè)氣流粉碎機(jī)生產(chǎn)線的基本構(gòu)成示意圖氣流粉碎機(jī)生產(chǎn)線的基本構(gòu)成示意圖 第44頁(yè)/共100頁(yè)帶有多個(gè)單氣流分級(jí)器的氣流粉碎機(jī)生產(chǎn)線示意圖帶有多個(gè)單氣流分級(jí)器的氣流粉碎機(jī)生產(chǎn)線示意圖 第45頁(yè)/共100頁(yè)惰性氣體氣流粉碎機(jī)惰性氣體氣流粉碎機(jī)典

21、型的氮?dú)鈿饬鞣鬯闄C(jī)生產(chǎn)線示意圖 第46頁(yè)/共100頁(yè)47 影響氣流粉碎的因素 粉料的物性 硬度 粘性 進(jìn)料粒度 粉碎時(shí)的工藝參數(shù) 氣體壓力及流量的大小 加料速度第47頁(yè)/共100頁(yè) 氣流粉碎機(jī)的參數(shù)研究包括幾何參數(shù)和工藝參數(shù)。 幾何參數(shù)包括噴嘴直徑、噴嘴與噴嘴（或靶）間的軸向距離、粉碎室直徑等。 工藝參數(shù)主要包括：原料初始粒度、分級(jí)輪頻率、工質(zhì)壓力（氣流速度）、引射壓力（進(jìn)料速度）等。第48頁(yè)/共100頁(yè)氣流速度氣流速度即為空壓機(jī)所輸送的氣體通過(guò)噴嘴進(jìn)入粉碎室時(shí)的速度。設(shè)在高速氣流中運(yùn)動(dòng)的顆粒，其質(zhì)量為m，高速氣流賦予它的運(yùn)動(dòng)速度為w，則該顆粒所具有的動(dòng)能為：E=0.5mw2。動(dòng)能E只有一部分

22、用于物料顆粒的粉碎上，這部分的動(dòng)能記為E。當(dāng)物料顆粒對(duì)著沖擊板或?qū)χ谶\(yùn)動(dòng)的其它顆粒發(fā)生沖擊碰撞時(shí)，這部分能量用下式表示：式中，wi發(fā)生沖擊碰撞時(shí)顆粒所具有的速度； 沖擊碰撞后顆粒速度的恢復(fù)系數(shù)，1。第49頁(yè)/共100頁(yè) 假設(shè)脆硬性的物料顆粒是絕對(duì)彈性體，則顆粒沖擊破壞所需的功，可以表示為： 式中，物料的強(qiáng)度極限；E 物料的彈性模量；物料的密度；m 顆粒的質(zhì)量。 顯然，為了使物料顆粒發(fā)生粉碎，必要的條件是： 便可以求出使顆粒發(fā)生粉碎所必需的沖擊速度wi：第50頁(yè)/共100頁(yè)進(jìn)料速度（進(jìn)料量） 進(jìn)料速度是影響粉碎效果的重要參數(shù)之一。 進(jìn)料速度主要由粉碎區(qū)的持料量決定。進(jìn)料速度的大小決定粉碎室每

23、個(gè)顆粒受到的能量的大小。當(dāng)加料速度過(guò)小，粉碎室內(nèi)顆粒數(shù)目不多時(shí)，顆粒碰撞機(jī)會(huì)下降，顆粒粒徑變大；當(dāng)進(jìn)料速度過(guò)大時(shí)，粉碎室內(nèi)的顆粒濃度增加，每個(gè)顆粒所獲得的動(dòng)能減少，導(dǎo)致由碰撞轉(zhuǎn)變成顆粒粉碎的應(yīng)變能變小，顆粒粒徑增加，顆粒粒度分布大，因此尋找最佳進(jìn)料速度是很重要的。第51頁(yè)/共100頁(yè)氣流粉碎的持料量 氣流粉碎的持料量與粉碎區(qū)的顆粒體積濃度的關(guān)系為：MH=V(1-)s+G式中，MH氣流粉碎機(jī)的持料量，kg； 氣流粉碎分級(jí)區(qū)中有效空間體積，m3； （1-）氣流粉碎分級(jí)區(qū)顆粒所占體積與氣流所占體積的比值，即Vs/V； s固體顆粒的密度，kg/m3； 流化床氣流粉碎區(qū)底部填料量，與流化床底部結(jié)構(gòu)有關(guān)，

24、kg。 通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)流化床氣流粉碎機(jī)磨腔中的持料量對(duì)粉碎效果和出料粒度的穩(wěn)定性有重要影響，持料量的大小與氣流粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)大小、底部形狀，粉碎物料的密度和流動(dòng)參數(shù)相關(guān)。第52頁(yè)/共100頁(yè)分離距離 兩噴嘴末端的距離或噴嘴末端與靶的距離稱為分離距離。 對(duì)噴嘴-靶式粉碎機(jī)，隨著分離距離的減小，粉碎速度增大，顆粒粒徑減??；對(duì)噴嘴-噴嘴式粉碎機(jī)，顆粒尺寸隨分離距離的增加略有減小。但是經(jīng)噴嘴噴射出的流體速度的衰減很快，如果分離距離太大，粉碎室里顆粒所獲得的動(dòng)能將會(huì)減少，所得的產(chǎn)品粒徑就會(huì)增加，影響了粉碎效果。第53頁(yè)/共100頁(yè) 通常所說(shuō)的音速指聲波在空氣中的傳播速度通常所說(shuō)的音速指聲波在空氣中的傳播速度

25、 音速不是固定的，與傳播介質(zhì)的音速不是固定的，與傳播介質(zhì)的物性物性、熱力狀態(tài)熱力狀態(tài)有關(guān)有關(guān)對(duì)理想氣體，音速只與溫度有關(guān)對(duì)理想氣體，音速只與溫度有關(guān)kPvTkRag對(duì)實(shí)際氣體音速對(duì)實(shí)際氣體音速a a不僅與溫度不僅與溫度T T 有關(guān)，還與氣體的壓力有關(guān)，還與氣體的壓力P P或比體積或比體積v v有關(guān)有關(guān) 水蒸氣水蒸氣中的音速也借用上式計(jì)算，其中的中的音速也借用上式計(jì)算，其中的k k值按前述值按前述經(jīng)驗(yàn)值經(jīng)驗(yàn)值選取選取 流道中氣體熱力學(xué)狀態(tài)不斷變化，沿程不同截面上音速各不相同，對(duì)特定截面一般流道中氣體熱力學(xué)狀態(tài)不斷變化，沿程不同截面上音速各不相同，對(duì)特定截面一般都強(qiáng)調(diào)為都強(qiáng)調(diào)為“當(dāng)?shù)匾羲佼?dāng)?shù)匾羲佟?/p>

26、。 第54頁(yè)/共100頁(yè)注意：注意：1 1）聲速是狀態(tài)參數(shù)，因此稱當(dāng)?shù)芈曀佟Ｂ曀偈菭顟B(tài)參數(shù)，因此稱當(dāng)?shù)芈曀佟?如空氣，如空氣，2 2） 馬赫數(shù)馬赫數(shù) (Mach number)1Ma （subsonic velocity）（supersonic velocity）（sonic velocity）亞聲速亞聲速1Ma 聲速聲速1Ma 超聲速超聲速acMa 0 =331.2m/s-20 =318.93m/s20 =343m/saaa第55頁(yè)/共100頁(yè) 流速改變與壓力變化的關(guān)系流速改變與壓力變化的關(guān)系 對(duì)于流體可逆流動(dòng)，過(guò)程的技術(shù)功可表達(dá)為對(duì)于流體可逆流動(dòng)，過(guò)程的技術(shù)功可表達(dá)為s2tddd21ddw

27、zgcPvw 工程上常有將氣流加速或加壓的要求。工程上常有將氣流加速或加壓的要求。 氣流的這種加速或擴(kuò)壓過(guò)程可以僅利用氣流的熱力學(xué)狀態(tài)或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化氣流的這種加速或擴(kuò)壓過(guò)程可以僅利用氣流的熱力學(xué)狀態(tài)或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化來(lái)實(shí)現(xiàn)，無(wú)需借助其它機(jī)械設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)，無(wú)需借助其它機(jī)械設(shè)備 第56頁(yè)/共100頁(yè)2022-4-2057 管道中流動(dòng)氣流不作軸功，忽略重力位能變化管道中流動(dòng)氣流不作軸功，忽略重力位能變化s2ddd21dwzgcPv2d21dcPvPvccddPcvccdd2PkPckPvccdd2kPkPcckMPPdd2 討論中的流體流速討論中的流體流速c c一般應(yīng)為正值，一般應(yīng)為正值，k k、M M2

28、 2 也是正值也是正值式中式中d dc c與與d dP P反號(hào)反號(hào)氣體的流速變化與其壓力的變化方向相反氣體的流速變化與其壓力的變化方向相反氣流加速氣流加速c c0 00 0kPva 2壓力壓力P P反之亦然反之亦然PPkMPPkcad1d222第57頁(yè)/共100頁(yè)2022-4-2058噴管噴管 噴管和擴(kuò)壓管噴管和擴(kuò)壓管氣流通過(guò)后能令氣流氣流通過(guò)后能令氣流P P，c c的流道的流道擴(kuò)壓管擴(kuò)壓管氣流通過(guò)后能令氣流氣流通過(guò)后能令氣流P P ，c c 的流道的流道 流速改變與流道截面積變化的關(guān)系流速改變與流道截面積變化的關(guān)系 氣流速度與壓力的反方向變化需通過(guò)管道截面積有規(guī)律地變化來(lái)促成氣流速度與壓力的

29、反方向變化需通過(guò)管道截面積有規(guī)律地變化來(lái)促成 。 根據(jù)氣體流動(dòng)的連續(xù)性方程及絕熱過(guò)程方程根據(jù)氣體流動(dòng)的連續(xù)性方程及絕熱過(guò)程方程 ccvvAAdddPPkvvd1dccPPkAAdd1d第58頁(yè)/共100頁(yè)ccPPkAAdd1dcckMPPdd2ccMccccMAAd) 1(ddd22對(duì)于亞音速流（對(duì)于亞音速流（M M11） 氣體的流速將隨流道截面積反向變化氣體的流速將隨流道截面積反向變化 噴管噴管漸縮狀漸縮狀擴(kuò)壓管擴(kuò)壓管漸擴(kuò)狀漸擴(kuò)狀 00噴管噴管( (A A,c c)亞音速流亞音速流（M M11） 擴(kuò)壓管擴(kuò)壓管( (A A,c c)亞音速流亞音速流（M M111）ccMccccMAAd) 1(

30、ddd2200氣體的流速將隨流道截面積同向變化氣體的流速將隨流道截面積同向變化 噴管噴管漸擴(kuò)狀漸擴(kuò)狀擴(kuò)壓管擴(kuò)壓管漸縮狀漸縮狀 根據(jù)以上討論，顯然漸縮噴管只能將氣流加速至音速。根據(jù)以上討論，顯然漸縮噴管只能將氣流加速至音速。噴管噴管( (P P,c c)超音速流超音速流（MM1 1） 擴(kuò)壓管擴(kuò)壓管( (P P,c c)超音速流超音速流（M M11） 氣流在漸縮噴管出口截面上達(dá)到當(dāng)?shù)匾羲贂r(shí)，對(duì)應(yīng)有一極限出口壓力氣流在漸縮噴管出口截面上達(dá)到當(dāng)?shù)匾羲贂r(shí)，對(duì)應(yīng)有一極限出口壓力P P2 2，此后，任，此后，任由噴管出口外的介質(zhì)壓力由噴管出口外的介質(zhì)壓力P Pb b下降，噴管出口截面上的氣流壓力仍維持為下降

31、，噴管出口截面上的氣流壓力仍維持為P P2 2。第60頁(yè)/共100頁(yè) 氣流在縮放噴管的喉部處達(dá)到當(dāng)?shù)匾羲贇饬髟诳s放噴管的喉部處達(dá)到當(dāng)?shù)匾羲?拉伐爾噴管拉伐爾噴管c c= =a a 若想令氣流從亞音速加速至超音速若想令氣流從亞音速加速至超音速噴管截面積應(yīng)噴管截面積應(yīng)先收縮，后擴(kuò)大先收縮，后擴(kuò)大縮放噴管，亦稱拉伐爾噴管縮放噴管，亦稱拉伐爾噴管第61頁(yè)/共100頁(yè) 對(duì)可壓流動(dòng)來(lái)說(shuō)，如想讓氣流沿管道軸線連續(xù)的從亞聲速加速到超音速，即始終保持速度總是增加的，則管道應(yīng)該先收縮后擴(kuò)張，中間為最小截面，即喉道。這種形狀的管道稱為拉瓦爾噴管。（2 2）超音速噴嘴的設(shè)計(jì)）超音速噴嘴的設(shè)計(jì) 第62頁(yè)/共100頁(yè)（a

32、）亞音速射流噴嘴 （b）音速射流噴嘴 （c）超音速射流噴嘴 常用射流的噴嘴形式 d*d*d*（2 2）超音速噴嘴的設(shè)計(jì)）超音速噴嘴的設(shè)計(jì) 第63頁(yè)/共100頁(yè)（2 2）超音速噴嘴的設(shè)計(jì)）超音速噴嘴的設(shè)計(jì) 超音速噴嘴一般有四部分構(gòu)成：穩(wěn)定段、亞音速漸縮段、喉部臨界截面和超音速擴(kuò)散段，如圖所示。這四部分應(yīng)當(dāng)用光滑圓弧相連接，構(gòu)成一個(gè)光滑的內(nèi)腔型面。1dd2d0l1l2l超音速噴嘴結(jié)構(gòu)示意圖 第64頁(yè)/共100頁(yè)氣流的三種參考狀態(tài)氣流的三種參考狀態(tài) 聲速計(jì)算公式a= 當(dāng)中，對(duì)于定熵過(guò)程的流體，流體的溫度 T與流體速度V是相關(guān)的，即T是V的函數(shù)，亦即聲速a也是V的函數(shù) a=f（v）。因此可以把a(bǔ)和v放

33、在一個(gè)坐標(biāo)系上表示： 已知任意狀態(tài)計(jì)算滯止?fàn)顟B(tài)的參數(shù)：KRTvo滯止?fàn)顟B(tài)超音速臨界狀態(tài)亞音速極限狀態(tài)120KKRT120KKRT120KKRT021121RTKKRTKKV第65頁(yè)/共100頁(yè)噴嘴的基本類型（噴嘴的基本類型（1 1） 氣流速度與通道截面的關(guān)系 M1時(shí)，dA/A與dV/V異號(hào)，流速與截面積變化反向，截面積變小，速度變大； M1時(shí)，dA/A與dV/V同號(hào)，流速與截面積變化同向，截面積變大，速度變大； M =1時(shí)， dA/A=0，臨界狀態(tài)發(fā)生在通道截面無(wú)變化的地方。VdVMAdA) 1(2第66頁(yè)/共100頁(yè)噴嘴的基本類型（噴嘴的基本類型（2 2）1、漸縮噴嘴2、出口為臨界參數(shù)的漸縮

34、噴嘴3、縮放噴嘴（拉瓦爾噴嘴）0, 0VdVAdA0, 0VdVAdA0, 0VdVAdA0, 0VdVAdA0, 0VdVAdA第67頁(yè)/共100頁(yè)噴嘴的選擇噴嘴的選擇1、已知滯止參數(shù)和出口速度或馬赫數(shù) a：M1選擇漸縮型噴嘴 b：M1選擇縮放型噴嘴2、已知滯止參數(shù)和出口壓力Pe 臨界壓力與滯止壓力的關(guān)系： a： 選擇漸縮型噴嘴； b： 選擇縮放型噴嘴。10*)12(KKKPP0*0PPPPe0*0PPPPe第68頁(yè)/共100頁(yè)噴嘴各截面參數(shù)的計(jì)算（噴嘴各截面參數(shù)的計(jì)算（1 1）1、任意截面狀態(tài)與滯止?fàn)顟B(tài)的關(guān)系2、臨界狀態(tài)與滯止?fàn)顟B(tài)的關(guān)系 3、任意截面與臨界狀態(tài)的關(guān)系20211MKTT120

35、)211 (KKMKPP1120)211 (KMK120*KTT10*)12(KKKPP110*)12(KK2*) 1(21MKKTT12*) 1(21KKMKKPP112*) 1(21KMKK212*) 1(21MKKMVV)1(212*)211 (121KKMKKMAA120*KKRTV第69頁(yè)/共100頁(yè)參數(shù)計(jì)算（參數(shù)計(jì)算（2 2）1、已知滯止參數(shù)及出口速度通過(guò)V/V*的關(guān)系求M，進(jìn)而計(jì)算所有參數(shù)2、已知滯止參數(shù)及出口馬赫數(shù)根據(jù)馬赫數(shù)可求出所有截面的參數(shù)3、已知滯止參數(shù)及出口壓力通過(guò)出口壓力與滯止壓力的關(guān)系求出出口截面馬赫數(shù)，進(jìn)而計(jì)算出口截面參數(shù)第70頁(yè)/共100頁(yè)例子：一臺(tái)蒸汽噴射器的

36、噴嘴，使用的蒸汽壓力P0=1.0MPa，T0=200，流量Q=2kg/s， 要求出口壓力50000Pa。求噴嘴主要參數(shù)。 過(guò)熱蒸汽絕熱指數(shù)1.30，氣體常數(shù)0.4615 ，蒸汽密度4.6083 。 第一步：選擇噴嘴類型 1、計(jì)算臨界壓力比 2、計(jì)算出口壓力比 需采用拉瓦爾噴嘴 第二步：計(jì)算出口馬赫數(shù) 第三步：計(jì)算出口截面參數(shù) 第四步：計(jì)算臨界截面參數(shù) 第五步：計(jì)算幾何尺寸5457. 005. 01000000500000*0PPPaPaPPe11.kkgkj5457. 0)130. 12()12(130. 130. 110*KKKPP5773. 2) 105. 0(130. 12 1)(123

37、0. 1130. 110KKePPKMe3/mkg;50000PaPe3/4600. 0mkgeKTe0050.237smVe/8545.971MPaPe5457. 03/8921. 2mkgeKTe4348.411smVe/8303.4962*9018.13918303.4968921. 22mmVQAmmAd0977.421416. 39018.139144*27418.44738545.9714600. 02mmVQAeeemmAdee4727.751416. 37418.447344第71頁(yè)/共100頁(yè) 簡(jiǎn)圖第72頁(yè)/共100頁(yè) 射流壓力射流壓力 已知噴嘴內(nèi)部任意截面處的壓強(qiáng)P1可以表

38、達(dá)為 12101211kkMkPP其中，P0是總壓（滯止壓強(qiáng)），M1是噴嘴內(nèi)部任意截面處的馬赫數(shù)，k是工質(zhì)的絕熱指數(shù)，對(duì)于空氣而言，k=1.4。第73頁(yè)/共100頁(yè)ePkkPkku112222噴嘴出口222u2p3303uepp 3 對(duì)射流由噴嘴噴出后的情況進(jìn)行分析。Pe是周圍流體的壓強(qiáng)P2是截面的壓強(qiáng)。很明顯，P2Pe，而且速度u2越大，壓強(qiáng)P2越小。第74頁(yè)/共100頁(yè)已知噴嘴內(nèi)部任意截面處的溫度T1可以用下式來(lái)表示12101211MkTT公式說(shuō)明射流在經(jīng)噴嘴加速的過(guò)程中溫度會(huì)降低，這種現(xiàn)象被稱為焦耳湯姆遜效應(yīng)，或節(jié)流效應(yīng)。這是氣流粉碎的一大特點(diǎn)，它對(duì)于粉碎低熔點(diǎn)（或低軟化點(diǎn)）和熱敏性物料

39、是非常有益的。第75頁(yè)/共100頁(yè)噴管噴管(nozzle)(nozzle)計(jì)算計(jì)算 通常依據(jù)噴管進(jìn)口處的工質(zhì)參數(shù)通常依據(jù)噴管進(jìn)口處的工質(zhì)參數(shù)( (P P1 1、t t1 1) )和背壓和背壓( (P Pb b),),并在給定流率的條件下進(jìn)行噴并在給定流率的條件下進(jìn)行噴管的設(shè)計(jì)計(jì)算管的設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)計(jì)算的目的在于確定噴管的形狀和尺寸的目的在于確定噴管的形狀和尺寸 校核計(jì)算校核計(jì)算的目的則在于預(yù)測(cè)各種條件下的噴管工作情況，即確定不同情況下噴管的的目的則在于預(yù)測(cè)各種條件下的噴管工作情況，即確定不同情況下噴管的流量和出口流速流量和出口流速 1) 1) 流速計(jì)算流速計(jì)算 2) 2) 流量計(jì)算流量

40、計(jì)算 第76頁(yè)/共100頁(yè)i i噴管出口速度噴管出口速度 對(duì)噴管，由能量方程對(duì)噴管，由能量方程22221102121chchh2121202)(22chhhhc一般噴管進(jìn)口處的氣流速度遠(yuǎn)小于出口速度一般噴管進(jìn)口處的氣流速度遠(yuǎn)小于出口速度( (c c1 1 c c2 2) )21212414. 1)(2hhhhc（任何工質(zhì)，不論可逆與否）（任何工質(zhì)，不論可逆與否） 對(duì)于定比熱容理想氣體對(duì)于定比熱容理想氣體 gp1RkkcTchPh h0 0、h h1 1、h h2 2分別取決于噴管進(jìn)、出口處氣流的熱力狀態(tài)分別取決于噴管進(jìn)、出口處氣流的熱力狀態(tài)第77頁(yè)/共100頁(yè)iiii初、終狀態(tài)與流速的關(guān)系初、

41、終狀態(tài)與流速的關(guān)系 對(duì)于對(duì)于定比熱容理想氣體、定比熱容理想氣體、)(2202hhc)(220PTTc)(1220gTTRkk)1 (12020gTTTRkk)(1 121020gkkPPTRkk可逆絕熱可逆絕熱流動(dòng)過(guò)程流動(dòng)過(guò)程 或或)(1 12102002kkPPvPkkc噴管出口流速噴管出口流速c c2 2取決于氣流的初態(tài)及氣流在出口截面上的壓力取決于氣流的初態(tài)及氣流在出口截面上的壓力P P2 2對(duì)滯對(duì)滯止壓力止壓力P P0 0之比之比當(dāng)初態(tài)一定時(shí)，當(dāng)初態(tài)一定時(shí)，c c2 2則僅取決于則僅取決于( (P P2 2/ /P P0 0) ) 式中式中T T0 0、P P0 0、v v0 0為滯止

42、參數(shù)，取決于氣流的初態(tài)為滯止參數(shù)，取決于氣流的初態(tài)c c1 1較小時(shí)，可用噴管進(jìn)口壓力較小時(shí)，可用噴管進(jìn)口壓力P P1 1代替代替P P0 0第78頁(yè)/共100頁(yè) c c2 2隨隨( (P P2 2/ /P P0 0) )的變化關(guān)系如圖示的變化關(guān)系如圖示 ( (P P2 2/ /P P0 0)=1)=1時(shí)，時(shí)，c c2 2=0=0( (P P2 2/ /P P0 0) )從從1 1逐漸減小時(shí)，逐漸減小時(shí)，c c2 2增大增大氣體不會(huì)流動(dòng)氣體不會(huì)流動(dòng)初期增加較快，以后則逐漸減緩初期增加較快，以后則逐漸減緩 理論上當(dāng)理論上當(dāng) P P2 2=0=0時(shí)，時(shí)，c c2 2將達(dá)到將達(dá)到 c c2,max2

43、,max0g00max, 21212TRkkvPkkc 實(shí)際上，實(shí)際上，P P2 200時(shí)，比體積時(shí)，比體積v v2 2要求噴管出口截面無(wú)窮大要求噴管出口截面無(wú)窮大c c2 2隨隨( (P P2 2/ /P P0 0) )的變化關(guān)系的變化關(guān)系此流速此流速不可能達(dá)到不可能達(dá)到 )(1 12102002kkPPvPkkc第79頁(yè)/共100頁(yè)iiiiii臨界流速和臨界壓力比臨界流速和臨界壓力比 氣流在喉部截面處達(dá)到當(dāng)?shù)匾羲贇饬髟诤聿拷孛嫣庍_(dá)到當(dāng)?shù)匾羲僭摻孛娣Q為臨界截面，截面上的氣流參數(shù)相應(yīng)稱為：臨界壓力該截面稱為臨界截面，截面上的氣流參數(shù)相應(yīng)稱為：臨界壓力P Pcrcr、臨界比體積、臨界比體積v v

44、crcr 臨界流速臨界流速( (c ccrcr) )c ccrcr= =a a 臨界流速臨界流速c ccrcr與臨界壓力與臨界壓力P Pcrcr應(yīng)有以下關(guān)系：應(yīng)有以下關(guān)系：)(1 1210cr00crkkPPvPkkcC Ccrcr等于當(dāng)?shù)匾羲俚扔诋?dāng)?shù)匾羲賏 a crcrcrvkPaccrcr10cr00)(1 12vkPPPvPkkkk 縮放噴管的最小截面處稱為噴管的喉部縮放噴管的最小截面處稱為噴管的喉部縮放噴管縮放噴管兩式合并兩式合并第80頁(yè)/共100頁(yè)由過(guò)程方程由過(guò)程方程 crcr10cr00)(1 12vkPPPvPkkkkkPPvv1cr00cr)(kkkkPPvkPPPvPkk10

45、cr0010cr00)()(1 12定義定義 臨界壓力比臨界壓力比0crcrPP氣流速度達(dá)到當(dāng)?shù)匾羲贂r(shí)的壓力與滯止壓力之比氣流速度達(dá)到當(dāng)?shù)匾羲贂r(shí)的壓力與滯止壓力之比 kkkkk1cr1cr1 121cr)12(kkk以上為以上為定比熱容定比熱容理想氣體理想氣體可逆絕熱流動(dòng)可逆絕熱流動(dòng)過(guò)程的分析結(jié)論過(guò)程的分析結(jié)論 上式整理，得上式整理，得第81頁(yè)/共100頁(yè)1cr)12(kkk臨界壓力比臨界壓力比crcr僅與氣體的熱容比僅與氣體的熱容比k k有關(guān)有關(guān) 僅取決于氣體的性質(zhì)；僅取決于氣體的性質(zhì)；對(duì)變比熱容理想氣體對(duì)變比熱容理想氣體k k值應(yīng)按平均比熱容確定；值應(yīng)按平均比熱容確定；對(duì)水蒸氣對(duì)水蒸氣k

46、k為經(jīng)驗(yàn)數(shù)值而非熱容比為經(jīng)驗(yàn)數(shù)值而非熱容比 對(duì)雙原子氣體對(duì)雙原子氣體k k=1.4=1.4，臨界壓力比，臨界壓力比crcr=0.528 =0.528 如取如取: : 過(guò)熱汽的過(guò)熱汽的k k=1.3=1.3，則，則crcr=0.546=0.546干飽和汽干飽和汽k k=1.135=1.135，則，則crcr=0.577=0.577概括起來(lái)，氣體的臨界壓力比概括起來(lái)，氣體的臨界壓力比crcr接近等于接近等于0.50.5 臨界壓力比臨界壓力比crcr是噴管中流體流動(dòng)從亞音速過(guò)渡到超音速的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。是噴管中流體流動(dòng)從亞音速過(guò)渡到超音速的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。第82頁(yè)/共100頁(yè)1cr)12(kkk)(1 121020

47、02kkPPvPkkc0g00cr1212TRkkvPkkc 對(duì)給定的定比熱容理想氣體對(duì)給定的定比熱容理想氣體（k k值一定值一定），），臨界流速臨界流速c ccrcr僅取決于滯止參數(shù)僅取決于滯止參數(shù)P P0 0、v v0 0，或滯止溫度或滯止溫度T T0 0 由于滯止參數(shù)可由初參數(shù)確定由于滯止參數(shù)可由初參數(shù)確定 臨界流速僅取決于進(jìn)口截面上的氣流初參數(shù)臨界流速僅取決于進(jìn)口截面上的氣流初參數(shù) 臨界壓力比下氣流達(dá)到當(dāng)?shù)匾羲倥R界壓力比下氣流達(dá)到當(dāng)?shù)匾羲倥R界流速臨界流速第83頁(yè)/共100頁(yè)2)2)流量計(jì)算流量計(jì)算 由連續(xù)性方程知，對(duì)流道任一截面質(zhì)量流由連續(xù)性方程知，對(duì)流道任一截面質(zhì)量流率相同率相同22

48、2vcAm )(1 12102002kkPPvPkkc經(jīng)整理可得經(jīng)整理可得 kkkPPPPvPkkAm102202002)()(12 在噴管出口截面處在噴管出口截面處 221020)(1cAPPvkkPPv1020)(1第84頁(yè)/共100頁(yè)它們的依變關(guān)系如圖所示它們的依變關(guān)系如圖所示 流量隨流量隨( (P P2 2/ /P P0 0) )的變化關(guān)的變化關(guān)系系 對(duì)于一定的噴管，當(dāng)進(jìn)口氣流狀態(tài)一定時(shí)對(duì)于一定的噴管，當(dāng)進(jìn)口氣流狀態(tài)一定時(shí)流量?jī)H取決于流量?jī)H取決于( (P P2 2/ /P P0 0) )kkkPPPPvPkkAm102202002)()(12i i漸縮噴管工作情況漸縮噴管工作情況 背壓

49、背壓噴管出口外的介質(zhì)壓力噴管出口外的介質(zhì)壓力P Pb bP Pb b到達(dá)臨界壓力比到達(dá)臨界壓力比 crcr時(shí)時(shí)P P2 2，出口達(dá)到臨界流速出口達(dá)到臨界流速c ccrcr，即當(dāng)?shù)匾羲?，即?dāng)?shù)匾羲貾 Pb b= =P P2 2 = =P Pcrcr = = crcr P P0 0 當(dāng)背壓當(dāng)背壓P Pb b高于臨界壓力高于臨界壓力P Pcrcr時(shí)時(shí)m 且有且有P Pb b= =P P2 2P Pb b0crcrPPP P2 2第85頁(yè)/共100頁(yè)流量隨流量隨( (P P2 2/ /P P0 0) )的變化關(guān)的變化關(guān)系系 此后，背壓此后，背壓P Pb b如再降低，由于漸縮噴管中流道截面如再降低，由于

50、漸縮噴管中流道截面積始終是收縮的，氣流截面不可能得到擴(kuò)展，任由背壓積始終是收縮的，氣流截面不可能得到擴(kuò)展，任由背壓下降，噴管的出口壓力將仍然保持為下降，噴管的出口壓力將仍然保持為P P2 2= =P Pcrcr，氣流的膨，氣流的膨脹、加速也就到此為止，即脹、加速也就到此為止，即漸縮噴管的最大出口速度就漸縮噴管的最大出口速度就是當(dāng)?shù)匾羲偈钱?dāng)?shù)匾羲貾 Pb b 隨出口流速隨出口流速c c2 2 c ccrcrm maxm 00122max)12(12vPkkkAmk10crcr)12(kkkPP)()(12102202002kkkPPPPvPkkAmP P2 2第86頁(yè)/共100頁(yè) 在在P Pb

51、b P Pcrcr的情況下，為了使氣流能夠充分膨脹實(shí)現(xiàn)從亞音的情況下，為了使氣流能夠充分膨脹實(shí)現(xiàn)從亞音速到超音速的過(guò)渡，此時(shí)應(yīng)采用速到超音速的過(guò)渡，此時(shí)應(yīng)采用縮放噴管縮放噴管噴管喉部處的壓力為臨界壓力噴管喉部處的壓力為臨界壓力P Pcrcr，流速為當(dāng)?shù)匾羲?，流速為?dāng)?shù)匾羲賏 a 從噴管的收縮段看來(lái)，喉部截面上的流量為前述按喉部截面積從噴管的收縮段看來(lái)，喉部截面上的流量為前述按喉部截面積A Aminmin所確定的最大流所確定的最大流量量 按連續(xù)性方程，按連續(xù)性方程，縮放噴管縮放噴管所有截面上的流量應(yīng)該都等于其喉部截面上的流量所有截面上的流量應(yīng)該都等于其喉部截面上的流量對(duì)于縮放噴管，盡管當(dāng)背壓對(duì)于

52、縮放噴管，盡管當(dāng)背壓P Pb b繼續(xù)降低時(shí)其出口截面上的繼續(xù)降低時(shí)其出口截面上的氣流速度會(huì)增大，但流量卻不會(huì)增加，將始終等于上述最氣流速度會(huì)增大，但流量卻不會(huì)增加，將始終等于上述最大流量值大流量值 iiii縮放噴管工作情況縮放噴管工作情況P Pb bP P2 2P Pcrcr第87頁(yè)/共100頁(yè)離心葉輪分級(jí)器的常用結(jié)構(gòu)形式 (a)直葉片 (b)斜葉片 (c)弧形或折葉片 (d)柱形葉輪分級(jí)器外形 (e)錐形葉輪分級(jí)器外形第88頁(yè)/共100頁(yè)89 在氣流粉碎工藝系統(tǒng)中，包括氣流磨、氣流產(chǎn)生設(shè)備、氣流凈化和處理設(shè)備、加料裝置、成品收集設(shè)備、廢氣流夾帶物料的捕集回收設(shè)備等輔助設(shè)備。 常溫空氣氣流粉碎

53、系統(tǒng) 過(guò)熱蒸汽氣流粉碎系統(tǒng) 流化床對(duì)噴超細(xì)粉碎工藝系統(tǒng) 易燃易爆物料的氣流超細(xì)粉碎系統(tǒng) 超聲速靶式氣流粉碎工藝系統(tǒng)第89頁(yè)/共100頁(yè)常溫空氣氣流粉碎系統(tǒng)空氣壓縮機(jī)送出一定溫度的壓縮空氣，經(jīng)冷卻器冷卻后，壓入貯氣罐，再在干燥器中除油、除水，成為純凈的常溫壓縮空氣。然后分為兩路，一路進(jìn)入噴射式加料器，使粉粒加速，另一路進(jìn)入氣流磨。被粉碎后的細(xì)粉落入成品輸送器輸出。廢氣帶走的物料顆粒經(jīng)旋風(fēng)分離器預(yù)捕集和布袋捕集器捕集后，其中成品也落入成品輸送器中，廢氣則由通風(fēng)機(jī)排空。第90頁(yè)/共100頁(yè)常常溫溫空空氣氣氣氣流流粉粉碎碎系系統(tǒng)統(tǒng)第91頁(yè)/共100頁(yè)7 氣流粉碎機(jī)的評(píng)價(jià)與選擇 氣流粉碎機(jī)是國(guó)內(nèi)研究生產(chǎn)

54、最多的超細(xì)粉碎設(shè)備，機(jī)型也是所有超細(xì)設(shè)備中最為齊全的。 優(yōu)點(diǎn)： 氣流磨為干法生產(chǎn)，省去了烘干工藝，工藝流程相對(duì)較簡(jiǎn)單。 具有生產(chǎn)能力大、連續(xù)、自動(dòng)化程度高，產(chǎn)品性能穩(wěn)定。 適用范圍廣：既可用于莫氏硬度不大于9的高硬度物料的超細(xì)粉碎，又可用于熱敏、低熔點(diǎn)及生物活性制品的粉碎。第92頁(yè)/共100頁(yè)7 氣流粉碎機(jī)的評(píng)價(jià)與選擇 優(yōu)點(diǎn)： 產(chǎn)品粒度分布范圍窄。扁平式、對(duì)撞式、循環(huán)式氣流磨，在粉碎過(guò)程中由于氣流旋轉(zhuǎn)離心力的作用，能使粗、細(xì)顆粒自動(dòng)分級(jí)；其它類型的氣流磨也可與分級(jí)機(jī)配合使用，能獲得粒度均勻的產(chǎn)品。 系統(tǒng)溫度低，氣流磨通過(guò)壓縮空氣形成高速氣流，壓縮氣體在噴嘴處絕熱膨脹會(huì)使粉碎機(jī)溫度下降，所以粉碎

55、過(guò)程溫度不會(huì)太高。 可在粉碎的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)物料干燥、表面包覆與改性。第93頁(yè)/共100頁(yè)7 氣流粉碎機(jī)的評(píng)價(jià)與選擇 缺點(diǎn)： 制造成本高，一次性投資大，能耗高，粉體加工成本大。Alpine公司的流化床氣流磨AFG，以壓縮空氣為介質(zhì)時(shí)，生產(chǎn)鋯英礦d975m，能耗為4500kW/t；d9710m，能耗為1400kW/t 。 難以實(shí)現(xiàn)亞微米級(jí)粉碎：產(chǎn)品粒度小于10m時(shí)，成本大幅度上升，產(chǎn)量急劇下降，在非金屬礦粉碎上的應(yīng)用受到了限制。第94頁(yè)/共100頁(yè)7 氣流粉碎機(jī)的評(píng)價(jià)與選擇 相比較而言，流化床對(duì)撞式氣流粉碎機(jī)比其它幾種氣流磨具有明顯的優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在節(jié)約能量、加工能力強(qiáng)、磨損小、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、溫

56、升少等方面，可視為當(dāng)前最為先進(jìn)的機(jī)型。目前，國(guó)內(nèi)已有部分廠家能夠生產(chǎn)。 考慮到氣流磨能耗高、生產(chǎn)成本高的特點(diǎn)，在電費(fèi)較高的地區(qū)或生產(chǎn)低附加值產(chǎn)品時(shí)建議不要采用氣流磨。第95頁(yè)/共100頁(yè)JZL系列流化床氣流粉碎分級(jí)機(jī) -四川巨子超微科技有限公司 第96頁(yè)/共100頁(yè)JZL-X00流化床氣流粉碎分級(jí)機(jī)標(biāo)配機(jī)型詳細(xì)典型參數(shù) 裝機(jī)功率 （單位：KW） 型型 號(hào)號(hào) 分級(jí)機(jī)分級(jí)機(jī) 引風(fēng)機(jī)引風(fēng)機(jī) 配套空壓機(jī)配套空壓機(jī) m3 /min 空壓機(jī)空壓機(jī)功率功率 總裝功率總裝功率 JZL-100 JZL-100 1.1 1.1 5.5-7.5 5.5-7.5 3 311 11 20 20 JZL-200 JZL-

57、200 2.2 2.2 7.5-11 7.5-11 6 6 37 37 50 50 JZL-300 JZL-300 4 4 11-15 11-15 10 10 55 55 75 75 JZL-400 JZL-400 5.5 5.5 18.5-30 18.5-30 20 20 132 132 160 160 JZL-600 JZL-600 7.5 7.5 37 37 4040264 264 210 210 第97頁(yè)/共100頁(yè)JZL-X00流化床氣流粉碎分級(jí)機(jī)的相關(guān)參數(shù) 型型 號(hào)號(hào) 進(jìn)料粒度進(jìn)料粒度mmmm 出料粒度出料粒度 m產(chǎn)量產(chǎn)量 kg/h設(shè)備體積設(shè)備體積m m3 3 設(shè)備重量設(shè)備重量t

58、t JZL-100 JZL-100 112-2002-2003-203-203 31 11.8 1.8 0.70.7JZL-200 JZL-200 228-408-404 41 12.52.51.5 1.5 JZL-300 JZL-300 3320-15020-1506 62 23 3 33JZL-400 JZL-400 5580-50080-5008 82.22.25 55 5 JZL-600 JZL-600 55200-1000200-1000 11112.22.25 57 7 第98頁(yè)/共100頁(yè)思考題 氣流磨的基本工作原理是什么？ 氣流磨可分為哪幾種類型？各自的顯著特點(diǎn)是什么？第99頁(yè)/共100頁(yè)感謝您的觀看。第100頁(yè)/共100頁(yè)