影響粉碎效率的因素

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

一、強度

1、理論強度與實際強度

強度是定值嗎?

理論強度是指均質不含缺陷的強度。它的大小相當于原子或分子之間的結合力，如圖8-17所示。表8-13列出了理想強度和實測強度。實際強度小于理論強度。

                  表8-13  理想強度和實測強度

2 、強度的尺寸效應

體積越小,裂紋就越少，實際強度就越大，粉碎等質量物料所需要的功就越大。例如

有些材料顆粒級配不同,強度也不同。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,增加強度。

3、強度的時間效應

荷載速度不同,材料的測試強度就不同。荷載外力時,當荷載速度很快時,材料會有反彈性，“欲速則不達”。裂紋具有成長性,當荷載速度很低時,材料又有延展性，修復了裂紋,實際強度也會增加。

荷載周期頻率也與之有影響,如共振破壞

4、強度的溫度效應

強度隨溫度的變化而變化。冷而發脆,熱而發粘,都影響強度。

不同材料的強度對溫度有不同的反應,要合理運用溫度的作用。比如,一些樹脂類物質可以先熔化為液態,然后再經噴嘴噴出并冷卻,可以得到顆粒狀產品。這種方法也叫熔融噴冷破碎法。

5、強度的環境效應

真空、水分、受力方向等都會影響強度的大小。

6、強度與破壞

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

二、硬度和易碎(磨)性

強度和硬度是針對材料的不同性質而言的。材料的硬度大,但強度不一定大。硬度,般與強度沒有直接關系，只用于表征表面磨損。而強度是描述內部的結合能力。硬度主要影響粉磨。硬度越大，越難粉磨。

三、溫度

1、溫度與內能

溫度是表示內能的指標之一。沖撞和研磨增加物質內能,溫度升高。隨著溫度的變化,物體的形態(固態、液態、氣態)都會發生轉化。所以影響了材料的各種物理、化學特性,包括對強度、硬度等的影響。

2、溫度與變形

溫度變化引起熱脹冷縮，引起熱應力的變化，產生裂紋，受熱體積膨脹將引起崩解等。

比如，水泥中過量摻入石膏則會使水泥產生緩慢的膨脹，強度下降。

3、溫度與靜電

溫度升高,使細顆粒帶有一定的電荷而相互吸引,即所謂“靜電效應”，導致小顆粒粘結成團,妨礙粉磨過程的進行,降低粉磨效率。易性系數隨溫度的升高而降低。溫度越高，這種現象越嚴重，如圖8-19 所示。

4、溫度與機械性能

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

四、細度

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

單個粒子直徑越大,強度越大，則需做功就越大，破壞載荷也越大。但是單個粒子聲徑變化與單位質量粉碎需用功的變化的關系卻呈負相關。當顆粒很小以至出現“粉墊時，將直接導致粉碎速度的急劇下降。粉磨產品的細度越細，磨機的產量就越低。減小物料初始粒度，可提高粉磨產量，也降低了單位產品的電耗。

五、濕度(水分)

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

六、通風

通風的作用是：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關。

2.實驗

八塢等人用直徑 2cm 球做了一個壓力破壞實驗，研究加載速度對強度、單位質量破碎能以及破碎表面能的關系,如圖8-20所示。圖中表明,加載速度在10⁷~10⁹N/s范圍時，發生了一個波動或“轉折”，該加荷周期和試件固有周期相近。

3.粉碎速度優化論

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

也有研究者結合設備，做過關于粉碎速度的數式化的理論,建立和選擇破碎函數，但一般很難具有普適性。即使是同種物質，粒度不同，效率也不同。

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