МАТЕМАТИЧЕСКОЕ
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ
ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ |
МОДЕЛЬ СТРУКТУРЫ ПОТОКОВ ДЛЯ ШБМ |
Для получения
обобщенного описания процесса
измельчения в ШБМ используется
модель структуры потоков,
схема которой приведена на рис.
1. Модель представляет
комбинацию последовательно
расположенных зон смешения и
вытеснения с участками
структурных неоднородностей
потока: байпасом, рециклом и
застойными зонами. Появление
застойных областей в объеме
зоны измельчения ШБМ
объясняется дросселирующей
способностью межкамерной и
выходных перегородок,
различной плотностью
"упаковки" мелющих тел,
явлением агрегирования,
наличием критического размера
зерен измельчаемого материала.
Внутренний рецикл обусловлен
наличием обратного потока -
переносом части материала в
направлении, обратном
направлению движения
основного потока. Явление
байпаса обусловлено наличием в
потоке материала частиц, время
пребывания которых в зоне
измельчения меньше среднего
времени измельчения.
Рис. 1. Представление структуры потока материала в ШБМ в виде комбинированной модели Система уравнений для данной модели представляется в следующем виде: , (1) , (2) где Cвых - содержание недомолотого продукта на выходе из ШБМ, Свх - содержание недомолотого продукта на входе в ШБМ, - доля потока, проходящего через последовательно расположенные зоны смешения и вытеснения (при доле байпасирующего потока 1- (рис. 1), b1 (b2) - доля объема зоны измельчения, занимаемая застойной зоной, присоединенной к зоне смешения (вытеснения), r - доля потока, занимаемая внутренним рециклом, d и f - доли объема зоны измельчения, занимаемые идеальным смешение и вытеснением (d+f=1, рис. 1). При задании различных значений параметров d, f, , b1, b2, r можно получать различные типы моделей, отражающие характер процессов в ШБМ. В обобщенном виде уравнение кинетики модели измельчения в ШБМ можно представить в виде: (3) Гидродинамическое уравнение потока материала в ШБМ имеет вид (диффузионное уравнение): ,, (4) где Pe - число Пекле - главная гидродинамическая характеристика потока материала в ШБМ, определяющая основные геометрические характеристики. Совместное решение (3) и (4) позволяет вычислить число Пекле. Для этого из уравнения (3) определяется величина kt (соответствующая модели). При подстановке kt в (4) выражение для числа Пекле будет иметь вид: (5) Числам Пекле соответствуют оптимальные отношения L/D между длиной (L) и диаметром (D) ШБМ, определенные для цементных мельниц [16]: (6) Таким образом, алгоритм расчета математической модели процесса измельчения в ШБМ на основе структуры гидродинамики потоков можно представить виде, представленном на рис. 2. Рис. 2. Алгоритм расчета математической модели процесса измельчения в ШБМ на основе структуры гидродинамики потоков Проверка установленного типа и параметров модели производится по найденному из системы (3) значению kt, оно должно входить в пределы, определяемые конструктивными и технологическими параметрами существующих ШБМ. |
© Стремнев А.Ю., 2004 |
|