Chương 17. Trộn vật liệu rời

CHƯƠNG 17. TRỘN VẬT LIỆU RỜI 1. CƠ SỞ CỦA QUÁ TRÌNH TRỘN 1.1. Mục đích và ứng dụng Mục đích: Trộn là một quá trình tạo ra hỗn hợp đồng nhất từ các thành phần chất rắn dưới tác dụng của lực cơ học. Ứng dụng: Quá trình trộn được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như: làm tăng quá trình phản ứng hoá học, quá trình truyền nhiệt trong công nghệ sấy, công nghệ polymer hoá chất dẻo trong hoá chất, thực phẩm, dược liệu và một số lĩnh vực khác CHƯƠNG 17. TRỘN VẬT LIỆU RỜI 1.2. Các tính chất của vật liệu
Sự phân bố cỡ hạt: sự phân bố cỡ hạt quá rộng sẽ ảnh hưởng đến quá trình trộn
Khối lượng riêng của vật liệu càng khác biệt nhau càng khó trộn
Hình dạng hạt càng khác biệt nhau về kích thước thì càng khó trộn.
Tính chất bề mặt hạt: hạt có lực tĩnh điện lớn sẽ khó trộn so với hạt có lực tĩnh điện bé.
Tính dính: có xu hướng kết dính hạt lại với nhau làm cản trở quá trình trộn
Độ ẩm: vật liệu có độ ẩm càng cao thì trộn càng khó đều CHƯƠNG 17. TRỘN VẬT LIỆU RỜI 1.2. Các tính chất của vật liệu (tt)
Khối lượng riêng xốp: trong quá trình trộn nếu khối lượng riêng xốp thay đổi càng lớn thì càng khó trộn
Ngoài ra, còn một số tính chất khác mà trong quá trình trộn sẽ làm ảnh hưởng đến quá trình trộn như: độ dòn, góc ma sát của vật liệu v.v… 1.3. Phương pháp trộn và chỉ tiêu đánh giá Để đánh giá độ đồng đều của hỗn hợp (mức độ trộn) ta dùng đại lượng “độ sai lệch bình phương trung bình S”, nghĩa là trong thể tích hỗn hợp thực Vi có thành phần chất A là CiA, chất B là CiB thì độ sai lệch bình phương trung bình của hỗn hợp thực đó là: CHƯƠNG 17. TRỘN VẬT LIỆU RỜI ( ) 1N CC S N 1i 2 iAA A − − = ∑ = và ( ) 1N CC S N 1i 2 iBB B − − = ∑ = Trong đó: CA, CB: thành phần chất A và chất B trong hỗn hợp lý tưởng 1.3. Phương pháp trộn và chỉ tiêu đánh giá (tt) CiA, CiB: thành phần chất A và chất B trong hỗn hợp thực N: số thể tích mẫu Vi Kết luận Khi SA, SB càng nhỏ thì càng gần với hỗn hợp lý tưởng, nó phụ thuộc vào thời gian trộn, quan hệ đó biểu diễn trên hình (H17.1) CHƯƠNG 17. TRỘN VẬT LIỆU RỜI 1.3. Phương pháp trộn và chỉ tiêu đánh giá (tt) Với σe: độ lệch chuẩn lý thuyết (17 – 4) n C.C BA e =σ CHƯƠNG 17. TRỘN VẬT LIỆU RỜI 1.2. Các tính chất của vật liệu (tt) Ngoài ra ta có thể dùng một đại lượng khác để đánh giá mức độ trộn là “chỉ số trộn – IS”; (17 – 3)S I eS σ = Thay các biểu thức của công thức (17 – 2), (17 – 4) vào 3 Phươ g p áp trộn và chỉ tiêu đánh giá (tt) công thức (17 – 3) ta có: n: số hạt trong một thể tích của hỗn hợp ( ) ( )∑ = − − = N 1i 2 iAA BA S n.CC 1NC.CI Kết luận: Khi IS càng lớn thì càng gần với hỗn hợp lý tưởng, nó phụ thuộc vào thời gian trộn CHƯƠNG 17. TRỘN VẬT LIỆU RỜI 1.4. Thời gian trộn Hằng số trộn K: phụ thuộc vào độ sai lệch bình phương trung bình S, tính chất vật liệu trộn và cấu tạo máy trộn ),H,d,D,S(f=K ρ Giá trị K thường xác định bằng thực nghiệm, có thể chọn như sau: • Máy trộn thùng quay: K = (200 ÷ 300) • Máy trộn trục vít: K = (200 ÷ 300) với đường kính trục vít dt = (0,90 ÷ 0,96).D và chiều dài trục vít L = (8 ÷ 10).D • Máy trộn loại cánh: K = (300 ÷ 400) với đường kính cánh trộn d = (0,85 ÷ 0,95).D và chiều cao lớp vật liệu trong thùng trộn H = (0,7 ÷ 0,8).D CHƯƠNG 17. TRỘN VẬT LIỆU RỜI 2. PHÂN LOẠI VÀ CẤU TẠO MÁY TRỘN Ngày nay máy trộn vật liệu hạt được chia làm ba nhóm sau đây: • Máy trộn thùng quay • Máy trộn trục vít • Máy trộn loại cánh. 2. 1. Máy trộn thùng quay • Hình (H17. 3) giới thiệu các loại thùng quay thường gặp • Hình (H17. 4a) là cấu tạo máy trộn thùng hình trụ đáy bằng • Hình (H17. 4b) là máy trộn hình trụ đáy nón CHƯƠNG 17. TRỘN VẬT LIỆU RỜI 2. 1. Máy trộn thùng quay (tt) CHƯƠNG 17. TRỘN VẬT LIỆU RỜI 2. 1. Máy trộn thùng quay (tt) CHƯƠNG 17. TRỘN VẬT LIỆU RỜI 2.2. Máy trộn trục vít CHƯƠNG 17. TRỘN VẬT LIỆU RỜI 2.3. Máy trộn cánh CHƯƠNG 17. TRỘN VẬT LIỆU RỜI 2.3. Máy trộn cánh (tt) Hình (H17. 10) mô tả máy trộn thùng quay có cánh đảo, CHƯƠNG 17. TRỘN VẬT LIỆU RỜI 2.3. Máy trộn cánh (tt) Hình (H17. 11) mô tả cấu tạo máy trộn băng xoắn