Розробка технології виробництва емалі МЧ-123 сірого кольору, страница 17

Найбільш складним питанням є визначення коефіцієнта  в'язкості пасти, оскільки це значення залежить не тільки від вихідного співвідношення й індивідуальних властивостей компонентів суспензії, але й від значень, що змінюються, ступеня дисперсності й температури пасти в процесі диспергирования. Варто враховувати, що збільшення ступеня дисперсності супроводжується ростом в'язкості, тоді як підвищення температури приводить до зворотного ефекту. Очевидно, що для визначення реальних усереднених значень необхідно детальне вивчення впливу цих двох факторів на коефіцієнт в'язкості, що може бути зроблено тільки в лабораторних умовах. Для орієнтовних розрахунків можна скористатися наступним підходом. Знаючи об'ємну концентрацію пігменту в розчині плівкоутворювального й припускаючи, що збільшення коефіцієнта в'язкості в процесі диспергирования компенсується її зниженням за рахунок росту температури, можна скористатися існуючими концентраційними залежностями коефіцієнта в'язкості для деяких типів паст пігментів. Інший спосіб полягає у використанні емпіричного рівняння:

h [Па·с] = h [ВЗ-4]·7.96·10-3 – 0.1

(6.3)

де h [ВЗ-4] - вихідна в'язкість пасти  в секундах, вирміряна  на лійці ВЗ-246 з діаметром сопла 4 мм. У більшості випадків на бісерному млині оптимальна в´язкість пігментної суспензіїї становить 0.005-0.3 Па·с. Тоді вибираємо:

Геометричний розрахунок містить у собі визначення параметрів контейнеру й вала з дисками.

Для визначення орієнтовних значень геометричних параметрів досить знання тільки об'єму контейнеру. Так, з огляду на те, що висота контейнеру визначається як H=4·D, тоді значення діаметра визначається:

D = (V / p)1/3,

(6.4)

де V - об'єм контейнер.

D = (50 / p)^1/3=250мм

Тоді висота контейнеру:

H = 4·D,

(6.5)

H = 4·250=1000мм

Діаметр дисків визначається відповідно до формули:

Dm = D0.99 [1 – lg(D-100) / 180],

(6.6)

dm = 200^0.99 [1 – lg(250-100) / 180]= 235мм

Щоб уникнути биттів і надмірного руйнування бісеру необхідно контролювати виконання умови:

dm < D-6·db,

(6.7)

Де  db - середній діаметр бісеру, використовуваний при диспергировании.   Приймаємо розміри бісеру 3мм.

235 >232

Приймаємо діаметр дисків 230 мм.

Товщина (b), крок між дисками (h) і відстань від днища до першого диска (h₁) визначаються за рівняннями:

	b = 0.07·dm,	(6.8)
	h = 0.5·dm – b,	(6.9)
	h1 = 1.6·h,	(6.10)

b = 0.07·230=17мм

H = 0.5·230– 17=100мм

h1 = 1.6·100=160мм

Число дисків:

Zd = (H – h1 – h) / h,

(6.11)

Zd = (1000 – 160– 100) / 100=8

Діаметр вала визначається співвідношенням:

dv = 0.3175·dm,

(6.12)

dv = 0.3175·230=100мм

Значення окружної швидкості дисків (w_p, м/с),  частоти обертання плоских дискових мішалок (n_p, об/с) і умовної швидкості потоку в контейнері диспергатора (w_к, м/с):

	wp = 16.4·(dm·10-3)1/2,	(6.13)
	np = wp·103 / pD,	(6.14)
	wк = p·np·dm2 / D,	(6.15)

Потужність, споживана приводом мішалки, залежить від реологічних характеристик системи й розраховується за формулою:

Np=КN·dm4·r1/2·np2.5·h1/2·Zd/(2.32·103),

(6.16)

де r і h - щільність і в'язкість суспензії (кг/м³ і Па·с, відповідно).

Коефіцієнт K_N залежить від критерію Рейнольдса:

Re = p·r·np·dm2 / (106·h),

(6.17)

Re = 3.14··12·230² / (10⁶·0.3)= 8043.8707

Re·Zd^1/3 =8043.8707 £ 2.5·10⁵,

При виконання умови Re·Zd^1/3 £ 2.5·10⁵, значення K_N приймають рівним 50. Знаходимо потужність, споживану приводом мішалки: