1 TRÍCH YẾU : 1.1 Mục đích thí nghiệm: - Nghiền loại vật liệu, dựa vào kết rây xác định phân phối kích thước vật liệu sau nghiền, công suất tiêu thụ hiệu suất máy nghiền - Rây vật liệu sau nghiền, xác định hiệu suất rây, xây dựng giản đồ phân phối tích lũy vật liệu sau nghiền, từ xác định kích thước vật liệu sau nghiền - Trộn hai loại vật liệu để xác định số trộn thời điểm, xây dựng đồ thị số trộn theo thời gian để xác định số trộn thích hợp 1.2 Phương pháp thí nghiệm: - Nghiền: cho vật liệu vào máy nghiền để xác định thời gian nghiền cường độ dòng điện lúc có tải cực đại - Rây:  Xác định hiệu suất rây rây có kích thước 0,25mm: rây vật liệu lần cân lượng vật liệu lọt qua rây lần  Xác định phân phối kích thước vật liệu: rây vật liệu qua nhiều rây cân lượng vật liệu tích lũy rây - Trộn: trộn vai loại vật liệu Dừng máy thời điểm khác lấy mẫu thời điểm Đếm số hạt 1.3 Kết thí nghiệm: 1.3.1 Thí nghiệm nghiền: Khối lượng (g) 200 Thời gian nghiền (s) 50 Cường độ dòng điện (A) Không tải Có tải 3.5 5.6 1.3.2 Thí nghiệm rây:  Xác định hiệu suất rây: khối lượng đem rây M = 80g Lần rây Thời gian (phút) Khối lượng qua raây (g) 47.3 0.6 0.2 0.1 5 0.1  Kết phân tích rây: khối lượng đem rây M = 80g Kích thước rây (mm) Khối lượng rây  (g) 0.25 32.2 0.20 12.5 0.16 6.6 0.10 1.9 Trang 1.3.3 Thí nghiệm trộn: Mẫ u 5" N 53 63 56 36 53 49 36 60 15" X 72 52 46 96 27 68 32 35 N 49 60 41 37 49 41 53 41 30" X 40 41 41 41 54 45 40 25 N 43 46 58 53 62 54 51 48 60" X 68 66 63 62 53 62 67 58 N 51 63 69 34 66 31 56 60 X 65 74 57 73 73 103 34 60 120" N X 40 40 41 39 54 69 38 83 55 62 68 49 42 42 51 52 300" N X 46 72 45 89 67 61 62 94 54 60 48 96 46 88 59 61 1.4 Nhaän xét kết thí nghiệm: Kết thu cho phần nghiền, rây, trộn nhìn chung hợp lý LÝ THUYẾT THÍ NGHIỆM : 2.1 Đập nghiền vật liệu: 2.1.1 Khái niệm: Quá trình đập nghiền vật liệu trình vật liệu rắn cắt hay làm vỡ thành hạt nhỏ Trong công nghiệp vật liệu đập nghiền phương pháp khác nhằm mục đích khác Các mảnh quặng thô nghiền thành cỡ hạt có kích thước thuận tiện cho trình xử lý quặng; hóa chất, ngũ cốc nghiền thành bột Các sản phẩm thương mại thường phải đáp ứng cách nghiêm ngặt kích thước hình dạng hạt Giảm kích thước hạt làm tăng hoạt tính phản ứng chất rắn; giúp phân tách tạp chất phương pháp học; giảm khối lượng riêng xốp để vận chuyển dễ dàng 2.1.2 Các thuyết nghiền: a) Thuyết bề mặt P R Rittinger : Công dùng cho trình nghiền tỉ lệ thuận với diện tích bề mặt tạo thành sản phẩm nghiền:  1 E K r   D  p D p1 Trong đó:  E – công dùng cho trình nghiền: E = P T     P – coâng suất tiêu thụ, kW  T – suất, tấn/h  Kr – số Rittinger  Dp1 – kích thước ban đầu vật liệu, mm  Dp2 – kích thước sản phẩm, mm Thuyết thích hợp cho nghiền mịn đặc biệt máy nghiền bi b) Thuyết thể tích Kick :  Trang Công cần thiết để nghiền lượng vật liệu cho trước không đổi ứng với mức độ nghiền, bất chấp kích thước ban đầu vật liệu E K k lg i Trong i mức độ nghiền Kk số Kick  Năng lượng chi phí cho trình nghiền tỉ lệ nghịch với giảm thể tích bề mặt vật liệu E K k lg D p1 D p2 Thuyết dùng trường hợp đập nghiền thô nghiền mịn va đập c) Định luật Bond số công : Công cần thiết để tạo nên hạt có đường kính D từ cục vật liệu ban đầu lớn tỉ lệ với bậc hai tỉ số diện tích bề mặt – thể tích sản phẩm, S/V = E Kb 6 Như vậy: D D  Năng lượng chi phí cho trình nghiền để nghiền vật liệu có kích thước ban đầu Dp1 thành sản phẩm có kích thước Dp2 là:  E K b    Nếu nghiền khô E nhân với Với Kb = 60 Wi 10 D p2  D p1      19Wi Trong đó:  Kb – số Bond  Wi – số công, kW.h/tấn vật liệu nghiền Chỉ số công Wi lượng lượng cần thiết để nghiền vật liệu có kích thước ban đầu lớn đến sản phẩm có 80% lọt qua rây 100 micron Chỉ số công phụ thuộc vào loại máy nghiền (các máy khác loại có W i xấp xỉ nhau) vật liệu nghiền (các vật liệu khác có W i khác nhau) Định luật dùng cho nghiền trung bình mịn 2.1.3 Công suất nghiền: Trong thí nghiệm ta áp dụng định luật Bond (trong trường hợp nghiền khô) để tính công suất nghiền: P  19 Wi    D p2  D p1  T   2.1.4 Hiệu suất nghiền: Công suất tiêu thụ cho động máy nghiền: P’ = U.I.cos Trong đó:  U – điện thế, V  I – cường độ dòng điện, A  cos - hệ số công suất Hiệu suất máy nghiền: Trang H P 100% P' 2.2 Rây vật liệu: 2.2.1 Mục đích công nghệ trình: Những sản phẩm sau nghiền thường hạt có kích thước khác nhau, đặt yêu cầu phải phân loại hạt rời thành phân đoạn hạt có khoảng kích thước theo yêu cầu Quá trình phân loại hỗn hợp vật liệu rời thành phần hạt có kích thước khác nhau, dựa vào khác kích thước, tác dụng lực học gọi trình rây Phương pháp phân loại rây phương pháp phổ biến đơn giản Nguyên tắc cho vật liệu qua hệ rây có kích thước lỗ xác định Các hạt có kích thước nhỏ lỗ rây lọt qua rây, hạt có kích thước lớn bị giữ lại bề mặt rây Việc phân loại hạt tiến hành theo cách:  Phân loại kích thước từ nhỏ đến lớn : Tại mặt rây xếp nối tiếp Mặt rây có kích thước lỗ nhỏ đặt trước, kích thước lỗ lớn đặt sau Khi hỗn hợp vật liệu chuyển động từ trái qua phải ta thu phân loại mong muốn d1 d1 < d2 < d3 d2 d3  Phân loại kích thước từ lớn đến nhỏ : Tại mặt rây xếp song song chồng lên Mặt rây có kích thước lỗ lớn đặt lên trên, kích thước lỗ nhỏ đặt Khi hỗn hợp vật liệu chuyển động từ xuống ta thu phân loại mong muốn  Đây kiểu phân loại áp dụng thí nghiệm d1 d2 d3 d1 > d2 > d3 2.2.2 Phương trình biểu diễn đến phân phối kích thước hạt nhuyễn :  d b Phương trình vi phân: dD KD p p Trong đó:   - khối lượng tích lũy kích thước Dp, g  Dp – kích thước rây, mm  K, b – hai số biểu thị đặc tính phân phối khối hạt Lấy tích phân từ  = 1 đến  = 2 tương ứng với Dp = Dp1 Dp = Dp2 ta coù: 2 - 1 =  K (D bp11  D bp 21 ) b 1 Trang Tổng quát ta xét rây thứ n rây thứ (n – 1) giả sử sử dụng rây tiêu chuẩn có D pn  D pn r = số n = n - n-1 Với: K’ = K.( r b 1  1) b 1 D pn K' D bpn1 = b 1 K.( r b 1  1) b 1 Hoaëc: Logn = (b + 1)LogDpn + LogK’ LogK’ (b + 1) xác định cách vẽ n theo Dpn đồ thị Log – Log Từ suy K b 2.2.3 Hiệu suất rây: a) Công thức : E J 100 Fa Trong đó:  F: khối lượng vật liệu ban đầu cho vào rây, g  J: khối lượng vật liệu rây, g  a: tỉ số hạt lọt qua rây, % Tích số F.a thí nghiệm xác định sau: - Đem rây khối lượng F vật liệu, khảo sát xác định J Lấy vật liệu lại rây (F – J1) rây lại xác định J 2, tiếp tục lấy vật liệu rây F – (J + J2) rây lại lần - Tổng số J1 + J2 + J3 + … tiệm cận đến F.a - Hiệu suất rây 100% J1 = F.a b) Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất rây : * Độ ẩm vật liệu rây: Độ ẩm vật liệu rây ảnh hưởng lớn đến trình rây Khi vật liệu chuyển động bề mặt rây, hạt vật liệu va chạm vào nhau, chúng có độ ẩm cao chúng dễ dính vào làm tăng kích thước hạt không lọt qua rây Mặt khác, vật liệu ẩm dễ kết dính vào lỗ lưới, gây bít lỗ lưới rây Độ ẩm lý tưởng vật liệu để hiệu suất rây đạt cao 5% * Bề dày lớp vật liệu bề mặt rây: Chiều dày lớp vật liệu bề mặt rây ảnh hưởng đến hiệu suất rây Nếu lớp vật liệu dày lớp vật liệu nằm bề mặt khó xuống phía để tiếp xúc với bề mặt lưới rây lọt qua rây Có thể chọn chiều dày lớp vật liệu rây phụ thuộc vào kích thước vật liệu - Khi d < 5mm bề dày lớp vật liệu h = (10  15)d - Khi d = (5  50)mm h = (5  10)d - Khi d > 50mm h = (3  5)d * Kích thước vật liệu rây: Khi vật liệu chuyển động bề mặt lưới rây, có số hạt vật liệu nằm lọt lỗ lưới rây Để chúng không bít lỗ rây chuyển động cần phải tác dụng vào hạt vật liệu lực có giá trị thích hợp Trang Giả thiết hạt vật liệu hình cầu, có đường kính 2r nằm lỗ lưới có kích thước 2R góc bít kín  Để cho hạt vật liệu bật khỏi lỗ ta có điều kiện: a  g tg Trong đó:  a – gia tốc rây, m/s2  g – gia tốc trọng trường, m/s2 r  phụ thuộc vào tỉ số hai bán kính: R  sin  * Mặt rây: Mặt rây phải phẳng hiệu suất rây cao * Hình dáng lỗ rây: Hình tròn hình oval hiệu suất cao hình dạng khác hiệu suất thấp  2.3 Trộn vật liệu rời: 2.3.1 Mục đích: Trộn trình tạo hỗn hợp đồng từ thành phần rắn (hay lỏng) khác tác dụng lực học Hỗn hợp đồng hỗn hợp vật liệu rời ta trộn hai hay nhiều chất rắn với hỗn hợp bột nhão, dẻo ta trộn chất rắn với chất lỏng Thí dụ sản xuất thức ăn gia súc, xi măng, phân bón, mỹ phẩm, thực phẩm đóng hộp,… Ngoài công nghiệp trình trộn giúp tăng cường trình truyền nhiệt hay phản ứng chất rắn với chất khí, thí dụ trình sấy, đốt quặng, polyme hóa chất dẻo, sản xuất chất xúc tác Quá trình trộn dùng để tạo lớp áo bao quanh vật liệu rời sản xuất phẩm màu, thuốc nhuộm, dược phẩm, kẹo Trong trường hợp chất lỏng thêm vào hỗn hợp trộn Đôi trình trộn kết hợp với trình nghiền nhỏ vật liệu Khi máy trộn có kết cấu chi tiết khác với máy trộn túy 2.3.2 Các tính chất ảnh hưởng đến trình trộn: Sự khác biệt nhiều tính chất loại vật liệu như: phân phối cỡ hạt, khối lượng riêng, hình dạng đặc trưng bề mặt (như lực tónh điện) làm cho trình trộn trở nên khó khăn Thực tế, tính chất vật liệu chi phối trình trộn, tính chất là: - Sự phân phối cỡ hạt : Sự phân phối rộng cỡ hạt ảnh hưởng xấu đến trình trộn - Khối lượng riêng xốp : Khối lượng riêng xốp thay đổi trình trộn, giảm bọng khí khối hạt tăng rung động nén học - Khối lượng riêng vật liệu: Vật liệu đem trộn có khối lượng riêng khác xa ảnh hưởng xấu đến trình trộn - Hình dạng hạt: Có thể có dạng phiến, hình trứng, khối lập phương, cầu, dóa, thanh, sợi, tinh thể dạng - Đặc trưng bề mặt: Bao gồm diện tích bề mặt khuynh hướng tích điện Lực tónh điện có ảnh hưởng xấu tới trình trộn Trang Đặc trưng lưu chuyển: Đó góc nghiêng tự nhiên khả lưu chuyển Góc nghiêng tự nhiên lớn cho thấy khả lưu chuyển thấp - Tính dễ vỡ (dòn): tính dễ vỡ vụn vật liệu trình sử dụng Nếu vật liệu cần trộn mà không nghiền tính chất ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm trộn Ngoài tính chất mài mòn cùa vật liệu vật liệu khác có ảnh hưởng tương tự - Tính kết dính: Các hạt loại có khuynh hướng kết dính lại với cản trở trình trộn - Độ ẩm vật liệu : Thường lượng nhỏ chất lỏng thêm vào để giảm bụi đáp ứng nhu cầu đặc biệt (chẳng hạn dầu cho mỹ phẩm) Hỗn hợp trạng thái khô dạng nhão - Khối lượng riêng: Độ nhớt sức căng bề mặt chất lỏng thêm vào nhiệt độ làm việc - Nhiệt độ giới hạn vật liệu : Phải ý đến biến đổi nhiệt độ xảy (như nhiệt phản ứng) Trước chọn lựa máy trộn cần xem xét kỹ tính chất vật liệu đem trộn 2.3.3 Các trình xảy máy trộn (cơ chế trình trộn) : Khi trộn vật liệu hạt, hạt chịu tác dụng lực học có hướng khác dẫn tới chuyển động hạt thể tích khối hạt Quá trình chuyển động hạt phụ thuộc vào cấu tạo máy trộn, phương pháp tiến hành trình trộn Trong máy trộn có năm trình xảy ra: - Tạo lớp trượt với theo mặt phẳng trộn cắt - Chuyển dịch nhóm hạt từ vị trí đến vị trí khác - trộn đối lưu - Thay đổi vị trí hạt riêng rẽ – trộn khuếch tán - Phân tán phân tử va đập vào thành thiết bị – trộn va đập - Biến dạng nghiền nhỏ phận - trộn nghiền Những chế trộn xảy riêng rẽ hay đồng thời với mức độ khác tùy thuộc vào loại máy trộn vật liệu trộn 2.3.4 Đánh giá mức độ đồng hỗn hợp trộn: Khi trộn khối lượng a chất A với khối lượng b chất B để tạo thành hỗn hợp đồng AB thành phần chất A B hỗn hợp laø: - CA  a b vaø C B  ab ab Trong hỗn hợp lý tưởng, C A CB phần thể tích Hỗn hợp lý tưởng đạt thời gian trộn tiến tới vô yếu tố chống lại trình trộn Trong thực tế thời gian trộn bị giới hạn, hỗn hợp thực thành phần C A CB phần thể tích khác hỗn hợp khác Nếu khác hỗn hợp gần với hỗn hợp lý tưởng Để đánh giá mức độ đồng hỗn hợp thực ta sử dụng đại lượng sau: Trang a) Độ sai lệch bình phương trung bình : Nếu phần thể tích V i hỗn hợp thực có thành phần chất A C iA chất B CiB, lúc “độ sai lệch bình phương trung bình” hỗn hợp thực là: N sA   (C i 1 A N N sB   C iA )  (C i 1 B  C iB ) N Với N – số thể tích mẫu Vi Như sA sB nhỏ mức độ đồng hỗn hợp cao (càng gần với hỗn hợp lý tưởng) Gía trị s A sB phụ thuộc vào thời gian  Quan hệ biểu diễn sau: s , h b) Chỉ số trộn : e s : độ lệch chuẩn lý thuyết CA CB e  n Is = Với  e  Is  C A C B (N  1) N n. (C A  C iA ) i 1 Với n : số hạt thể tích mẫu hỗn hợp Như IS lớn mức độ đồng hỗn hợp trộn cao Quan hệ số trộn IS thời gian trộn  trình bày hình sau cho trình trộn cát muối máy trộn thùng quay: Trang IS , ph Các lực chống lại trình trộn thường lực tónh điện, luôn diện trình trộn bột khô có ảnh hưởng đáng kể Các lực có khuynh hướng chống lại trình trộn hoàn toàn, thời gian trộn lâu, hình vẽ cho thấy, trình ngược lại, vật liệu khác có khuynh hướng tách rời vật liệu loại kết dính lại DỤNG CỤ – THIẾT BỊ & PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM : 3.1 Dụng cụ – thiết bị: 3.1.1 Máy nghiền: Trong thí nghiệm ta sử dụng máy nghiền mịn loại búa đúc nạp liệu chiều trục a) Cấu tạo : Cấu tạo máy gồm có phận là: vít tải phận nghiền Vít tải có tác dụng chuyển vật liệu vào phận nghiền b) Nguyên tắc hoạt động máy nghiền búa : Vật liệu máy nghiền búa nghiền nhỏ va đập búa vào vật liệu chà xát vật liệu búa thành máy Các hạt vật liệu sau nghiền có kích thước nhỏ lỗ lưới phân loại ngoài, hạt có kích thước lớn lỗ lưới phân loại tiếp tục nghiền * Máy nghiền gắn với Ampere kế để đo cường độ dòng điện Ngoài trình thí nghiệm ta sử dụng kế để đo thời gian nghiền 3.1.2 Máy rây: Trong thí nghiệm ta sử dụng máy rây rung a) Cấu tạo : Gồm có lưới rây: 0.25mm, 0.2mm, 0.16mm, 0.10mm rây cuối kín để hứng vật liệu c) Nguyên tắc hoạt động : Sự rung động tạo thành nhờ đối trọng quay Các đóa có đối trọng gắn lên trục dẫn động máy Khi trục quay đóa gây nên lực quán tính làm cho thùng sàng chuyển động theo hướng khác  lưới hạt lớn tách ra, lưới hạt nhỏ * Máy rây gắn với kế để điều chỉnh thời gian rây Trang 3.1.3 Máy trộn: Trong thí nghiệm ta sử dụng máy trộn thùng quay hình trụ hoạt động gián đoạn a) Cấu tạo : Gồm thùng chứa vật liệu truyền động quay qua gối đỡ hay trục gắn với thùng Trên thân máy có chế tạo cửa để nhập tháo vật liệu b) Nguyên tắc hoạt động : Khi thùng quay, tác dụng lực ly tâm, vật liệu thùng nâng lên rơi xuống tạo đảo trộn khối vật liệu Máy trộn thùng quay có ưu điểm cấu tạo đơn giản, suất lớn Nhưng có nhược điểm vật liệu dập nát trộn * Khi sử dụng máy trộn ta phải kết hợp với việc sử dụng kế để xác định thời gian trộn 3.1.4 Cân: gồm loại là: 500g (với độ xác 0.1g) 1kg (với độ xác 5g) 3.2 Phương pháp thí nghiệm: 3.2.1 Thí nghiệm nghiền: - Cân 200g mẫu vật liệu gạo đem nghiền - Bật công tắc máy nghiền cho chạy không tải  đo cường độ dòng điện lúc không tải - Cho gạo vào máy, bật công tắc vít tải nhập liệu, bấm kế  đo cường độ dòng điện có tải cực đại Khi cường độ dòng điện trở lại giá trị không tải  bấm kế để xác định thời gian nghiền - Tháo sản phẩm khỏi máy nghiền 3.2.2 Thí nghiệm rây: * Thí nghiệm xác định hiệu suất rây: - Lấy 80g sản phẩm sau nghiền đem rây để xác định hiệu suất rây có kích thước 0,25mm - Rây lần, lần phút, cân lượng vật liệu lọt qua rây * Thí nghiệm xác định phân bố kích thước vật liệu sau nghiền : - Lấy 80g sản phẩm lại đem rây 20 phút, cân lượng vật liệu tích lũy rây 3.2.3 Thí nghiệm trộn: - Cân 1,5 kg đậu xanh 2,985 kg đậu nành - Cho vật liệu vào máy trộn, khởi động máy trộn, bấm kế xác định thời gian trộn - Dừng máy thời điểm 5" , 15", 30", 60", 120", 300" lấy mẫu - Lấy mẫu (8 mẫu) điểm theo sơ đồ, đếm số hạt đậu xanh hạt đậu nành có mẫu Sơ đồ lấy mẫu : Trang 10 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM : 4.1 Thí nghiệm nghiền: Công suất nghiền: P = 0.0825 (KW) Hiệu suất máy nghiền: H = 8.37% 4.2 Thí nghiệm rây: 4.2.1 Xác định hiệu suất rây: Lần rây Thời gian (phút) 5 5 Khối lượng qua rây Ji (g) 47.3 0.6 0.2 0.1 0.1 Ji (g) 47.3 47.9 48.1 48.2 48.3 Hiệu suất rây: E = 97.78% Giản đồ 1: GIẢN ĐỒ Ji THEO SỐ LẦN RÂY Ji (g) 48.375 48.3 48.2 48.1 47.9 47.3 47.2 Trang 11 Số lần rây 4.2.2 Kết phân tích rây: Kích thước rây (mm) 0.25 0.20 0.16 0.10 Khối lượng rây  (g) 32.2 12.5 6.6 1.9 Dpn 0.25 0.2 0.16 0.1 LogDpn -0.60206 -0.69897 -0.79588 -1.00000 Khối lượng tích lũy  (g) 32.2 12.5 + 32.2 = 44.7 6.6 + 44.7 = 51.3 1.9 + 51.3 = 53.2 n 32.2 12.5 6.6 1.9 Phần khối lượng tích lũy  32.2/ 80 = 0.40250 44.7/ 80 = 0.55875 51.3/ 80 = 0.64125 53.2/ 80 = 0.66500 Logn 1.50786 1.09691 0.81954 0.27875 Giản đồ 2: GIẢN ĐỒ Logn THEO LogDpn Logn 1.72000 1.50786 1.09691 0.81954 0.27875 0.20000 -1.10000 -1.00000 -0.79588 -0.69897 Trang 12 -0.60206 -0.5 LogDpn Giản đồ 3: GIẢN ĐỒ PHÂN PHỐI TÍCH LŨY CỦA SỰ PHÂN PHỐI KÍCH THƯỚC CỦA VẬT LIỆU TRÊN RAÂY Dp (mm) 0.4 0.35 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9  4.3 Thí nghiệm trộn: Gọi A đậu nành B đậu xanh CA = 0.66555 CB = 0.33445 Maãu A 53 63 56 36 53 49 36 60 B 72 52 46 96 27 68 32 35 CiA 0.42400 0.54783 0.54902 0.27273 0.66250 0.41880 0.52941 0.63158 Tại thời điểm 5" (CiA – CA)2 (CiA – CA)2 0.05835 0.01386 0.01358 0.15431 0.32068 0.00001 0.06088 0.01853 0.00115 Trang 13 n IS 834 0.07633 Maãu A 49 60 41 37 49 41 53 41 B 40 41 41 41 54 45 40 25 CiA 0.55056 0.59406 0.50000 0.47436 0.47573 0.47674 0.56989 0.62121 Maãu A 43 46 58 53 62 54 51 48 B 68 66 63 62 53 62 67 58 CiA 0.38739 0.41071 0.47934 0.46087 0.53913 0.46552 0.43220 0.45283 Maãu A 51 63 69 34 66 31 56 60 B 65 74 57 73 73 103 34 60 CiA 0.43966 0.45985 0.54762 0.31776 0.47482 0.23134 0.62222 0.50000 Maãu A 40 41 54 38 55 68 42 51 B 40 39 69 83 62 49 42 52 CiA 0.50000 0.51250 0.43902 0.31405 0.47009 0.58120 0.50000 0.49515 Taïi thời điểm 15" (CiA – CA)2 (CiA – CA)2 0.01322 0.00511 0.02741 0.03655 0.16509 0.03603 0.03565 0.00915 0.00197 Tại thời ñieåm 30" (CiA – CA)2 (CiA – CA)2 0.07737 0.06494 0.03467 0.04189 0.37458 0.01598 0.04001 0.05445 0.04525 Tại thời điểm 60" (CiA – CA)2 (CiA – CA)2 0.05103 0.04231 0.01391 0.12096 0.48240 0.03638 0.18854 0.00188 0.02741 Tại thời điểm 120" (CiA – CA)2 (CiA – CA)2 0.02741 0.02342 0.05131 0.12355 0.32746 0.03821 0.00712 0.02741 0.02904 Trang 14 n IS 698 0.11628 n IS 914 0.06746 n IS 969 0.05773 n IS 825 0.07594 Maãu A 46 45 67 62 54 48 46 59 B 72 89 61 94 60 96 88 61 CiA 0.38983 0.33582 0.52344 0.39744 0.47368 0.33333 0.34328 0.49167 Taïi thời điểm 300" (CiA – CA)2 (CiA – CA)2 0.07602 0.10872 0.02020 0.07189 0.55810 0.03681 0.11037 0.10386 0.03024 n IS 1048 0.05161 Giản đồ 4: GIẢN ĐỒ CHỈ SỐ TRỘN THEO THỜI GIAN IS 0.11628 0.07594 0.06746 0.05773 0.05161 0.02  (s) 15 30 60 100 120 Dựa vào giản đồ  thời gian trộn thích hợp 15" Trang 15 300 BÀN LUẬN : Câu : Bàn luận thích nghi định luật Bond để tiên đoán công suất nghiền, đặc biệt trọng giả thiết Dựa vào phần “Các thuyết nghiền” trình bày phần 2.1.2, ta thấy rằng: - Thuyết bề mặt P R Rittinger: áp dụng đắn điều kiện lượng cung cấp cho đơn vị khối lượng chất rắn không lớn dùng để ước tính cho trình nghiền thực với K r xác định thực nghiệm máy nghiền loại với máy nghiền thực Vì có điều kiện ràng buộc lượng việc xác định hệ số K r phức tạp phải xác định hệ số ứng với loại vật liệu loại máy nghiền xác định, thuyết tính thực tế cao việc tiên đoán công suất nghiền - Thuyết thể tích Kick : dựa sở thuyết phân tích ứng suất biến dạng dẻo giới hạn đàn hồi Thuyết giá trị thực tế cao việc xác định số Kk phức tạp - Định luật Bond: định luật có tính thực tế việc tiên đoán công suất nghiền Vì số công Wi bao gồm ma sát máy nghiền Đồng thời có giá trị sai khác không nhiều tính công suất cho máy nghiền khác loại dùng cho trình nghiền khô lẫn nghiền ướt Cho nên, định luật thuận tiện cho việc tính toán Câu : Nhận xét hiệu suất rây nghiền đo So sánh với kết sách Giải thích sai biệt * Hiệu suất nghiền: H = 8.37% Hiệu suất nghiền tính toán dựa kết đo: - Khối lượng vật liệu đem nghiền M (đo cân) - Thời gian nghiền (đo kế) - Khối lượng rây , để từ vẽ đồ thị tính Dp2 - Cường độ dòng điện lúc có tải cực đại đo Ampere kế Hiệu suất nghiền đo không cao nguyên nhân sau: - Nguyên nhân khách quan:  Do thân máy nghiền có hiệu suất không cao  Do máy rây cũ nên trình hoạt động có nhiều trục trặc Đồng thời lưới rây có vài lỗ thủng giữa, phải bít lại băng keo nên vị trí vật liệu không lọt qua - Nguyên nhân chủ quan:  Do khối lượng vật liệu đem cân chưa xác  Do bấm thời gian chưa xác Tuy nhiên, sai số nguyên nhân nhỏ, không ảnh hưởng lớn đến kết  Do trình cân sau rây vật liệu Vì vật liệu lúc nhỏ mịn nên dễ bay môi trường xung quanh (do có gió) Bên cạnh vật liệu nhỏ nên bám nhiều bề mặt rây mà ta chưa lấy hết Trang 16 Do trình tính toán: không sử dụng phương pháp bình phương cực tiểu mà dùng mắt để nhắm chừng đường thẳng tốt qua điểm (giản đồ 2) kết thu có độ xác không cao Tuy nhiên phương pháp lại nhanh đơn giản Đây nguyên nhân có ảnh hưởng lớn đến kết tính toán * Hiệu suất rây: E = 97.78% Hiệu suất rây tính toán dựa kết đo: - Khối lượng vật liệu lọt qua rây sau lần rây thứ (J 1) - Khối lượng vật liệu lọt qua rây J.a, xác định dựa vào giản đồ Hiệu suất rây đo cao Nguyên nhân: - Do độ ẩm vật liệu thấp, thuận lợi cho trình rây - Do bề dày lớp vật liệu rây vừa phải Lớp vật liệu nằm bề mặt dễ dàng xuống phía để tiếp xúc với bề mặt lưới rây lọt qua rây - Do bề mặt rây phẳng, thuận lợi cho trình rây  Câu : Bàn luận độ tin cậy kết yếu tố ảnh hưởng nhiều * Kết nghiền: Độ tin cậy kết nghiền thấp Các yếu tố ảnh hưởng nhiều đến kết nghiền: (như trình bày phần “Hiệu suất nghiền” Câu 2) * Kết rây: Độ tin cậy kết rây cao Các yếu tố ảnh hưởng nhiều đến kết rây: - Độ ẩm vật liệu rây thấp - Bề dày lớp vật liệu bề mặt rây vừa phải - Bề mặt rây phẳng - Do có lót lớp giấy rây rây 0.25mm nên cân ta cần đem tờ giấy cân Vì việc vật liệu bám lại rây, độ xác cao - Do trình tính toán đơn giản nhiều so với phần tính hiệu suất nghiền nên giảm nhiều sai số Bên cạnh số yếu tố làm giảm độ tin cậy kết như: vật liệu mịn dễ bay vào không khí, việc ước lượng J.a giản đồ chưa xác tuyệt đối, … Nhưng yếu tố ảnh hưởng không đáng kể * Kết trộn: Độ tin cậy kết trộn cao Các yếu tố ảnh hưởng nhiều đến kết trộn: - Sự phân phối cỡ hạt: hạt đậu xanh đậu nành có kích thước sai lệch nhiều nên ảnh hưởng xấu đến trình trộn - Thời gian trộn: xác định kế (bấm tay) nên có sai số Nhưng sai số không đáng kể - Khối lượng riêng vật liệu: đậu xanh đậu nành có khối lượng riêng xấp xỉ nên có tác động tốt trình trộn Trang 17 Tính dễ vỡ (dòn): đậu xanh đậu nành tính chất dễ vỡ vụn nên trình trộn diễn dễ dàng Mẫu lấy nhiều vị trí (theo sơ đồ) nên đảm bảo tính đặc trưng mẫu lấy, làm tăng độ xác kết Quá trình tính toán kết đơn giản nên sai số - Câu : Nhận xét cách lấy mẫu thí nghiệm trộn Mẫu thí nghiệm trộn lấy thời điểm khác nhau: 5" , 15", 30", 60", 120" 300" Tại thời điểm ta lấy mẫu theo sơ đồ: Ta phải lấy mẫu vị trí để đảm bảo khảo sát hết toàn khối hạt, làm cho mẫu lấy có tính đặc trưng kết có độ xác cao Bởi trình trộn vị trí có phân bố hạt nhau, ta phải lấy nhiều vị trí để tính trung bình Khối hạt có phân bố đồng thời điểm trình trộn mà Bên cạnh đó, ta phải lấy mẫu thời điểm khác để khảo sát thay đổi số trộn theo thời gian Từ tìm thời điểm mà khối hạt đạt số trộn cao Đó thời gian mà ta nên tiến hành trộn khối hạt để đạt độ đồng cao PHỤ LỤC : 6.1 Tính toán thí nghiệm nghiền: 6.1.1 Xác định đường kính tương đương hạt gạo: - Đường kính tương đương hạt gạo đường kính hạt hình cầu có tỉ số V/S V ( / 6)D 3tđ D tđ   - Đối với hạt hình cầu: S D 2tđ Kích thước trung bình hạt gạo:  Dài: L = 6mm  Đường kính: D = 1.5mm V ( / 4)D L DL   - Coi hạt gạo hình trụ  S DL  ( / 2)D 4L  2D D DL 3DL 1.5 6  D tđ   Nên: tđ  = (mm) 4L  2D 2L  D 6  1.5 Vậy: Dp1 = Dtđ = (mm) 6.1.2 Giản đồ Logn theo LogDpn: Phương trình đường thẳng: Logn = (b+1)LogDpn + logK’ (*) Dựa vào giản đồ  (*) qua điểm (-1.1; 0) vaø (-0.5; 1.72) -  1.1 ( b  1)  LogK ' 0 b  2.86667 b 1.86667     3.15333  0.5 ( b  1)  LogK ' 1.72 LogK ' 3.15333 K' 10 Neân:  Trang 18 K( r b 1  1) b 1 D pn  0.25  1.25 Với: r = D pn Mà: K’= K' ( b  1) 10 3.15333 2.86667  Suy ra: K = b 1 = 4554.72 (r  1) (1.25 2.86667  1) 6.1.3 Giản đồ phân phối tích lũy phân phối kích thước vật liệu rây :  d b Phương trình vi phân: dD KD p p  d  K D  = b p dD p  K b 1  4554.72 b1 Dp  C  D p  C  1588.854D 2p.86667  C b 1 2.86667  : khoái lượng tích lũy kích thước Dp, g Gọi  phần khối lượng tích lũy kích thước Dp       19.86D 2p.86667  C' M 80 Khi Dp =  =  C’ = 2.86667   D p        19.86D p 0.34884   19.86  Theo định luật Bond : Dp2 kích thước hạt vật liệu sau nghiền cho có 80% khối lượng lọt qua rây  Phần khối lượng tích lũy  = 20% = 0.2      D p    19.86  0.34884  0.326 (mm) 6.1.4 Tính công suất nghiền: Công suất để nghiền vật liệu (nghiền khô) có kích thước Dp1 đến kích thước Dp2 là: P= 19Wi ( D p2 - D p1 )T (KW) Trong đó:  Wi – số công Theo đề bài, Wi = 13KW.h/tấn  T – suất nghiền, tấn/ phút Với: T =    M t M – khoái lượng vật liệu đem nghiền, t – thời gian nghiền, phút Dp1, Dp2 – kích thước nguyên liệu sản phẩm, mm Nên: P = 19 13     0.326 -  200 10    2 50 / 60 = 0.0825 (KW) 6.1.5 Tính hiệu suất máy nghiền: Công suất tiêu thụ cho động máy nghiền: P’ = U.I.cos Trong đó:  U – điện thế, V  I – cường độ dòng điện lúc có tải cực đại, A  cos - hệ số công suất Neân: P’ = 220 x 5.6 x 0.8 = 985.6 (W) = 0.9856 (KW) Trang 19 Vậy hiệu suất máy nghiền: H P 0.0825 100%  100% 8.37% P' 0.9856 6.2 Tính toán thí nghiệm rây: 6.2.1 Giản đồ Ji theo số lần rây: Dựa vào giản đồ  Đường cong tiệm cận đến đường thẳng Ji = 48.375 Nên: F.a = 48.375 6.2.2 Tính hiệu suất rây: J 47.3 E  100%  100% = 97.78% F.a 48.375 6.3 Tính toán thí nghiệm trộn: Thành phần chất A B hỗn hợp lý tưởng laø: CA  a 2.985  0.66555 a  b 2.985  1.5 CB = – CA = 0.33445 Chỉ số trộn: Is  C A C B (N  1) N n. (C A  C iA ) i 1 Trong đó:  N – số thể tích mẫu Vi Trong thí nghiệm N =  n – số hạt trường hợp trộn vật liệu rời TÀI LIỆU THAM KHẢO : [1] Vũ Bá Minh – Hoàng Minh Nam, “Quá trình Thiết bị Công Nghệ Hóa Học – Tập 2: Cơ học vật liệu rời”, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 1998, 233tr Trang 20 ... 0.32746 0.0 382 1 0.00712 0.02741 0.02904 Trang 14 n IS 6 98 0.116 28 n IS 914 0.06746 n IS 969 0.05773 n IS 82 5 0.07594 Maãu A 46 45 67 62 54 48 46 59 B 72 89 61 94 60 96 88 61 CiA 0. 389 83 0.33 582 0.52344... 44.7/ 80 = 0.5 587 5 51.3/ 80 = 0.64125 53.2/ 80 = 0.66500 Logn 1.50 786 1.09691 0 .81 954 0.2 787 5 Giản đồ 2: GIẢN ĐỒ Logn THEO LogDpn Logn 1.72000 1.50 786 1.09691 0 .81 954 0.2 787 5 0.20000 -1.10000... 0.66250 0.4 188 0 0.52941 0.631 58 Tại thời điểm 5" (CiA – CA)2 (CiA – CA)2 0.0 583 5 0.01 386 0.013 58 0.15431 0.320 68 0.00001 0.06 088 0.0 185 3 0.00115 Trang 13 n IS 83 4 0.07633 Maãu A 49 60 41 37