Классификация и сортировка зернистых материалов, страница 7

                                          ,                                       (46.16)

где  – высота осаждения, м;   – скорость осаждения, м/с;  – длина камеры осаждения, м;  – горизонтальная скорость потока, м/с.

При ламинарном режиме осаждения частиц () скорость осаждения определяется из уравнения

                                    ,                                (46.17)

где – диаметр частицы, м; – ускорение силы тяжести, м/с²; – плотность твердой фазы и среды, соответственно, кг/м³; – динамическая вязкость среды, Па×с.

Дальность полета частицы от места ее входа в сепаратор до осаждения равна:

                                     .                                 (46.18)

При прочих равных условиях дальность полета частицы обратно пропорциональна квадрату ее диаметра. Чем крупнее частицы, тем меньше дальность их полета и тем ближе от входа в камеру произойдет их осаждение. Если готовым продуктом должна быть фракция , то отбор этой фракции следует начинать на расстоянии , где

                                      .                                   (46.19)

Если в качестве готового продукта должны быть фракции в пределах  и , то их отбирают на отрезке , где  и .

При осаждении в жидкостях на частицу действуют сила тяжести, выталкивающая, или архимедова сила и сила трения. При этом

                                       ,                                    (46.20)

где Re – критерий Рейнольдса для осаждающейся частицы; a– коэффициент; ψ– коэффициент формы частицы; n– показатель степени.

Значения коэффициента  и показателя степени  определяют экспериментально.

Для ламинарного режима ,

                                         .                                      (46.21)

Для переходного режима  или ,

                                 .                              (46.22)

Для турбулентного режима ,

                                     .                                  (46.23)

Коэффициент формы частицы представляет собой отношение поверхности шара, имеющего такой же объем, что и частица неправильной формы, к действительной поверхности частицы.

Коэффициент формы  для некоторых частиц имеет следующее значение:

В результате анализа приведенных выше уравнений можно
установить, что чем ближе форма частицы приближается к сфере,
а также чем больше ее размер и плотность, тем больше скорость ее осаждения.

Разделение сыпучих материалов в поле гравитационных или инерционных сил производят в газовых или жидкостных сепараторах и гидравлических классификаторах.

46.4.1. Воздушные сепараторы

Простейшим воздушным сепаратором является отстойный
газоход. Измельченный материал с потоком газа через штуцер 3 поступает в корпус газохода. Скорость газового потока в камере уменьшается и при обтекании перегородок 5 он несколько раз изменяет направление движения. Под действием гравитационных сил в первом по ходу потока сборнике будут выделяться самые крупные частицы, во втором – более мелкие, а самые мелкие будут выноситься потоком через штуцер 6 для последующей классификации в специальных аппаратах. Представленный на рис. 46.11 аппарат производит разделение материала на три фракции, но изменяя количество бункеров по длине, его можно применять для разделения и на другое количество фракций.

Для разделения зернистого материала в воздушных сепараторах под действием центробежной силы применяют сепараторы с замкнутым потоком воздуха и воздушно-проходные.