Механохимические аппараты и методы оценки их эффективности: Учебное пособие, страница 21

Если считать, что наименьшее время достижения S_max в модели агрегации находится в прямой зависимости от наибольшей эффективности мельницы, то, используя значения , можно определить влияние на нее исходных характеристик обрабатываемых веществ, а также оптимальные условия механической обработки. Например, анализ данных, приведенных в табл. 11, показывает, что при увеличении массы обрабатываемого материала м_в-ва величины  остаются неизменными. В то же время, уменьшение исходных размеров частиц механически обрабатываемого материала влечет за собой и уменьшение значений .

Таблицы 12–14 характеризуют влияние условий МО на эффективность работы мельниц. Приведенные здесь данные позволяют подобрать оптимальные условия МО. Например, уменьшение радиуса шаров с 0.4 до 0.3 см при неизменном их количестве (при МО WO₃ в АГО-2) приводит к падению величины  от 14 до 4 с, что свидетельствует о возрастании эффективности работы мельницы. И, наоборот, с увеличением радиуса до 0.6 см значения  возрастают до 60 с (табл. 12), и, следовательно, эффективность падает. Аналогичная картина наблюдается и при МО оксида вольфрама в АПФ и FRITSCH (табл. 13 и 14 соответственно).

Изменяя количество шаров в барабане при неизменном их радиусе, также можно варьировать величину . Однако даже при оптимальном числе шаров (когда скорость достижения S_max в модели диспергации максимальна)  не достигает минимальной величины. В этом случае значение  минимально примерно при 1/3 максимально воз­мож­ной загрузке шаров (N_max).

Уменьшение скорости вращения барабанов и, следовательно, движения шаров u_ш, также является причиной падения эффективности мельниц. Например, при МО оксида вольфрама в АГО-2 снижение величины u_ш с 9.58 до 5.53 м/с приводит к увеличению времени достижения S_max от 14 до 19 с (табл. 17).

Изменяя плотность материала шаров в мельнице, также можно добиться уменьшения значений . Согласно данным табл. 12 при увеличении плотности с 2.5 до 7.9 г/см³ значения  возрастают с 11 до 14 с.

Существует ряд задач, когда быстрое измельчение образцов нежелательно (например, при изучении механизмов механохимических процессов). В этом случае в качестве критерия эффективности можно использовать отношение S_max/S_исх, характеризующее изменение внешней поверхности в результате МО (табл. 11–14).

Сравнение с помощью критерия Фишера [59] моделей «с одним слипанием» (см. выше) и «с пятью слипаниями и расколом» показало, что последняя модель имеет меньшую дисперсию. Таким образом, можно считать, что последняя модель более адекватно отражает процессы, происходящие в мельницах, и может успешно использоваться для оценки их эффективности, а также для выбора оптимальных режимов работы. Однако необходимо выяснить, насколько точно данная модель описывает реально протекающие при механической обработке процессы и в каких случаях использование ее будет мало результативным.

Экспериментальная проверка модели агрегации

Для проверки применимости описанной выше модели агрегации к реальным условиям авторами [60] проведен контрольный эксперимент. Критерием оценки служило время достижения максимальной площади внешней поверхности частиц . Авторами выбраны три значения , вычисленные с помощью модели агрегации для различных условий МО оксида вольфрама в [46], причем взяты наибольшие значения, полученные при разных радиусах шаров R_ш, но при их оптимальном количестве (N_ш = N_опт). Полученные при этих условиях экспериментальные значения  были сопоставлены с теоретическими (табл. 15).

Таблица 15

Сопоставление экспериментальных и теоретических данных

Параметр	Используемая		Rш, см / Nш, шт
	модель	0.4/136	0.5/70	0.6/40
, с	–	7.0	8.0	11.0
, с	Модель соударений	15.3	32.9	63.0
, с	Модель пристеночного движения	11.0	13.0	18.0