影響粉碎效率的因素

Writer： admin Time：2024-07-05 13:41:04 Browse：℃

一、強(qiáng)度

1、理論強(qiáng)度與實(shí)際強(qiáng)度

強(qiáng)度是定值嗎?

理論強(qiáng)度是指均質(zhì)不含缺陷的強(qiáng)度。它的大小相當(dāng)于原子或分子之間的結(jié)合力，如圖8-17所示。表8-13列出了理想強(qiáng)度和實(shí)測(cè)強(qiáng)度。實(shí)際強(qiáng)度小于理論強(qiáng)度。

                  表8-13  理想強(qiáng)度和實(shí)測(cè)強(qiáng)度

2 、強(qiáng)度的尺寸效應(yīng)

體積越小,裂紋就越少，實(shí)際強(qiáng)度就越大，粉碎等質(zhì)量物料所需要的功就越大。例如

有些材料顆粒級(jí)配不同,強(qiáng)度也不同。比如,在水泥中摻雜一些大顆粒存在,起著骨圖8-18所示。料的填充作用,增加強(qiáng)度。

3、強(qiáng)度的時(shí)間效應(yīng)

荷載速度不同,材料的測(cè)試強(qiáng)度就不同。荷載外力時(shí),當(dāng)荷載速度很快時(shí),材料會(huì)有反彈性，“欲速則不達(dá)”。裂紋具有成長(zhǎng)性,當(dāng)荷載速度很低時(shí),材料又有延展性，修復(fù)了裂紋,實(shí)際強(qiáng)度也會(huì)增加。

荷載周期頻率也與之有影響,如共振破壞

4、強(qiáng)度的溫度效應(yīng)

強(qiáng)度隨溫度的變化而變化。冷而發(fā)脆,熱而發(fā)粘,都影響強(qiáng)度。

不同材料的強(qiáng)度對(duì)溫度有不同的反應(yīng),要合理運(yùn)用溫度的作用。比如,一些樹(shù)脂類(lèi)物質(zhì)可以先熔化為液態(tài),然后再經(jīng)噴嘴噴出并冷卻,可以得到顆粒狀產(chǎn)品。這種方法也叫熔融噴冷破碎法。

5、強(qiáng)度的環(huán)境效應(yīng)

真空、水分、受力方向等都會(huì)影響強(qiáng)度的大小。

6、強(qiáng)度與破壞

對(duì)破碎而言，物料本身的物化成分和性質(zhì)起決定因素，特別是強(qiáng)度(強(qiáng)度分抗壓、抗折、抗剪和抗沖等)。強(qiáng)度越大，越難破碎，所需能耗也越大。

二、硬度和易碎(磨)性

強(qiáng)度和硬度是針對(duì)材料的不同性質(zhì)而言的。材料的硬度大,但強(qiáng)度不一定大。硬度,般與強(qiáng)度沒(méi)有直接關(guān)系，只用于表征表面磨損。而強(qiáng)度是描述內(nèi)部的結(jié)合能力。硬度主要影響粉磨。硬度越大，越難粉磨。

三、溫度

1、溫度與內(nèi)能

溫度是表示內(nèi)能的指標(biāo)之一。沖撞和研磨增加物質(zhì)內(nèi)能,溫度升高。隨著溫度的變化,物體的形態(tài)(固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài))都會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)化。所以影響了材料的各種物理、化學(xué)特性,包括對(duì)強(qiáng)度、硬度等的影響。

2、溫度與變形

溫度變化引起熱脹冷縮，引起熱應(yīng)力的變化，產(chǎn)生裂紋，受熱體積膨脹將引起崩解等。

比如，水泥中過(guò)量摻入石膏則會(huì)使水泥產(chǎn)生緩慢的膨脹，強(qiáng)度下降。

3、溫度與靜電

溫度升高,使細(xì)顆粒帶有一定的電荷而相互吸引,即所謂“靜電效應(yīng)”，導(dǎo)致小顆粒粘結(jié)成團(tuán),妨礙粉磨過(guò)程的進(jìn)行,降低粉磨效率。易性系數(shù)隨溫度的升高而降低。溫度越高，這種現(xiàn)象越嚴(yán)重，如圖8-19 所示。

4、溫度與機(jī)械性能

一些材料在低溫時(shí)，脆性增加，適合低溫破碎，比如塑料、橡膠等有機(jī)材料；但是破碎產(chǎn)品的粒度和形狀與常溫破壞條件下有所區(qū)別。

四、細(xì)度

細(xì)度是指顆粒粒度的大小程度，以篩余表示細(xì)度：細(xì)度+篩余=1(或100，或100%)。

單個(gè)粒子直徑越大,強(qiáng)度越大，則需做功就越大，破壞載荷也越大。但是單個(gè)粒子聲徑變化與單位質(zhì)量粉碎需用功的變化的關(guān)系卻呈負(fù)相關(guān)。當(dāng)顆粒很小以至出現(xiàn)“粉墊時(shí)，將直接導(dǎo)致粉碎速度的急劇下降。粉磨產(chǎn)品的細(xì)度越細(xì)，磨機(jī)的產(chǎn)量就越低。減小物料初始粒度，可提高粉磨產(chǎn)量，也降低了單位產(chǎn)品的電耗。

五、濕度(水分)

物料水分增多,濕含量增大,容易使細(xì)顆粒物料形成“物料墊”,使粉磨效率顯著降低。

六、通風(fēng)

通風(fēng)的作用是：減少水蒸氣降低濕度或水分;降低溫度,改善物料易性，帶走含塵氣體，減少細(xì)粉的緩沖墊，改善粉磨條件,提高粉磨效率。

七、施加荷載速度

1.施加荷載速度與共振破壞

共振有利于能量的積蓄。所以，選擇固有周期進(jìn)行破碎,可提高破碎效率。雖然固有周期隨粒度的變化而變化，但是增加載荷速度與粒度大小無(wú)關(guān)。

2.實(shí)驗(yàn)

八塢等人用直徑 2cm 球做了一個(gè)壓力破壞實(shí)驗(yàn)，研究加載速度對(duì)強(qiáng)度、單位質(zhì)量破碎能以及破碎表面能的關(guān)系,如圖8-20所示。圖中表明,加載速度在10⁷~10⁹N/s范圍時(shí)，發(fā)生了一個(gè)波動(dòng)或“轉(zhuǎn)折”，該加荷周期和試件固有周期相近。

3.粉碎速度優(yōu)化論

能量輸人速度較慢時(shí)，達(dá)不到破壞載荷，但能量蓄積也將影響破碎效果；能量輸入速度較快時(shí),雖然能達(dá)到破壞載荷,但能耗也在快速增加。對(duì)某材料的粉碎，存在一個(gè)最佳效率的破碎速度。

也有研究者結(jié)合設(shè)備，做過(guò)關(guān)于粉碎速度的數(shù)式化的理論,建立和選擇破碎函數(shù)，但一般很難具有普適性。即使是同種物質(zhì)，粒度不同，效率也不同。

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