Смешение и транспортировка сыпучих материалов, страница 3

Затем по таблицам определяют, может ли при числе степеней свободы  такое большое значение  случайно появиться чаще, чем один раз на двадцать. Если рассчитанное значение  меньше, чем полученное из таблиц для уровня допуска 0,05, то можно с 5 %-й вероятностью совершения ошибки считать, что распределение частоты появления данного состава проб является нормальным распределением (т.е. в процессе операции смешения не возникли тенденции упорядочивания, вызывающие неоднородность смеси).

Гайле предложено уравнение для расчета степени смешения на основе фактора

                                                ,                                             (47.17)

где  – степень смешения (изменяется от 0 для состояния полного распределения до 1 для состояния полного смешения);  – величина, рассчитанная для исследуемой смеси на основе анализа проб;  – величина, ожидаемая для состояния полного смешения;  – величина, ожидаемая для состояния полного распределения.

Следует отметить, что недостатком оценки качества смеси по параметру  является необходимость анализа большого числа проб.

47.3. Механизм процесса смешения зернистых материалов

При смешении зернистых материалов частицы подвергаются воздействию различно направленных сил, а движение частиц является результирующим эффектом сложения этих сил. При качественном описании процесса смешения можно выделить следующие основные процессы, происходящие в смесителе:

1) образование в массе слоя скользящих друг по другу плоскостей – срезающее смешение;

2) перемещение групп частиц из одного положения в другое –  конвективное смешение;

3) перемена позиции единичными частицами слоя – диффузионное смешение;

4) рассеяние единичных частиц под влиянием их столкновений или ударов о стенки аппарата – ударное смешение;

5) деформация и растирание порции слоя – измельчение.

Все перечисленные выше основные процессы в реальных смесителях, как правило, сочетаются в различных комбинациях и разной долей вклада.

Вследствие сложного характера процесса смешения зернистых материалов скорость процесса смешения и его качественные характеристики определяют, как правило, только на основании результатов экспериментальных исследований.

Машины для перемешивания сыпучих материалов

Смесители для зернистых материалов подразделяют: по способу перемешивания на механические, газовые и комбинированные, по режиму работы на периодические и непрерывные.

По технологическому назначению смесители, в зависимости от фазового состава смешиваемых сред, можно разделить на три группы.

1. Смесители для перемешивания в жидких средах при массовой доле твердой фазы до 0,8.

2. Смесители для приготовления грубодисперсных суспензий (строительных растворов, керамических масс и т. п.)

3. Смесители для сухих порошковых и зернистых материалов
(с возможным последующим увлажнением).

Смесители для приготовления грубодисперсных суспензий и строительных растворов применяют в производстве строительных материалов, поэтому, учитывая специфику дисциплины «Процессы и аппараты химической технологии» не рассматриваются.

Вращающиеся смесители. К этому типу смесителей относят закрепленные на валу барабаны различной формы (рис. 47.2).

Рисунок 47.2– Схемы барабанных смесителей

В самом простом случае барабанный смеситель представляет собой закрепленный на горизонтальном валу обычный цилиндрический барабан, который располагают либо вертикально (а), либо горизонтально (б). Для интенсификации процесса смешения применяют барабаны шестиугольного сечения (в), или другой формы и способа крепления на валу (г–е). Широкое распространение, благодаря высокой эффективности, получили конструкции смесителей «пьяная бочка» (д, е).

Рисунок 47.3 – Смесительный барабан: 1 – корпус; 2 – опорные ролики;
3 – спиральные лопасти;  4 – продольные полки; 5 – шнек