РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ СМЕСИ РАЗНОПРОЧНЫХ КОМПОНЕНТОВ
Аннотация
Совместное измельчение компонентов разной прочности приводит к тому, что частицы более прочного компонента после измельчения оказываются более крупными по сравнению с частицами менее прочного компонента смеси. Классификация частиц такой смеси по крупности позволяет обогатить целевым компонентом готовый продукт. Обоснованный выбор технологических условий для эффективного разделения смеси разнопрочных компонентов является актуальной задачей, стоящей перед химической и смежными отраслями промышленности. Расчетные исследования проводились в рамках концепции моделирования химических процессов на основе дискретных аналогов уравнения Больцмана. Для выполнения экспериментальных исследований разработана специальная программа проведения и обработки опытных данных, полученных на лабораторной помольной установке со струйной мельницей кипящего слоя. В ходе теоретических исследований предложена модель для описания кинетики измельчения каждого компонента смеси, что позволяет оценивать эффективность обогащения готового продукта целевым компонентом. Разработан метод решения уравнений модели селективного измельчения и алгоритм его компьютерной реализации. В ходе экспериментальных исследований получены результаты измельчения бинарной смеси компонентов при различном их содержании в загрузке струйной мельницы кипящего слоя. По полученным результатам раздельного измельчения компонентов смеси выполнена идентификация модели, в ходе которой определены параметры, характеризующие прочностные свойства каждого компонента. Проверка адекватности модели выполнена по результатам совместного измельчения компонентов смеси при разном содержании в ней исследуемых компонентов. Опытные данные, используемые для проверки адекватности, не были использованы при проведении идентификации модели. На основании сопоставления результатов расчетных и экспериментальных исследований показана адекватность предложенного математического описания и возможность с его помощью проведения оценки эффективности разделения компонентов смеси. Проведенные исследования позволили развить концепцию моделирования химических процессов на основе дискретных аналогов уравнения Больцмана на случай описания селективного измельчения смеси разнопрочных компонентов. Проведенный расчетный анализ показал, что модель с приемлемой для инженерных расчетов точностью описывает процесс селективного измельчения смеси разнопрочных компонентов, что позволяет проводить практическую оценку возможности обогащения любых компонентов и определять оптимальные технологические условия проведения процесса разделения данных компонентов.
Для цитирования:
Жуков В.П., Осипов Д.А., Otwinowski H., Urbaniak D. Расчетно-экспериментальные исследования измельчения смеси разнопрочных компонентов. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 6. С. 109-115.
Литература
Fukunaka T., Golman B., Shinohara K. Batch grinding kinetics of Ethenzamide particles by fluidized-bed jet-milling. Internat. J. Pharmaceutics. 2006. 311. P. 89-96.
Otwinowski H., Zhukov V., Wyleciał T., Belyakov А., Górecka-Zbrońska А. Research and modeling of processes in the fluidized bed opposed jet mill. Technical Sci. 2014. V. 17. N 4. P. 381-390.
Zhukov V.P., Otwinowski H., Belyakov A.N., Urbaniak D. Description of the grinding process and the classification of bulk materials on the basis of the Boltzmann equation. Vestn. IGEU. 2011. N 1. P. 108 (in Russian).
Belyakov A.N., Zhukov V.P. Effect of operating and design parameters on the efficiency of a wind classification. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2012. T. 55. N 1. P. 108-111 (in Russian).
Vedenyapin V.V. Kinetic equation of Boltzmaan and Vlasov. M.: Fizmatlit. 2001. 112 p. (in Russian).
Aristov V.V., Rovenskaya O.I. Application of the Boltzmann kinetic equation to the eddy problems. Computers and Fluids. 2011. 50. Р. 189-198.
Belyakov A.N., Zhukov V.P., Vlasyuk A.A., Barochkin A.E. Svidetel'stvo o gosudarstvennoy registratsii programmy dlya EVM «Raschet mnogomernykh sovmeshchennykh protsessov izmel'cheniya, klassifikatsii v sypuchikh sredakh» N 2010612671 ot 19 aprelya 2010 goda. (in Russian).
Mizonov V.E., Zhukov V.P., Bernotat S. Simulation of Grinding: New Approaches. Ivanovo: ISPU Press. 1997. 108 p.
Zhukov V.P., Mizonov V.E., Belyakov A.N. Generalization of Boltzmann Kinetic Equation for Describing Combined Processes of Grinding and Classification. Vestn. IGEU. 2013. N 6. P. 86-89 (in Russian).
Zhukov V., Mizonov V., Filitchev P., Bernotat S. The modelling of grinding process by means of the principle of maximum entropy. Powder Technology. 1998. V. 95. P. 248.
