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粉体工程培训课件 本讲概要：内容：粉碎理论重点：粉碎功耗假说内容及公式推导过程、粉碎比、总粉碎比的推导难点：粉碎速度论粉碎过程的矩阵模型疑点：碎裂函数 选择函数的确定和实用性 本讲思路：1.将材料粉碎到一定粒度， 能办到吗？压、劈、剪、击、磨 2.怎样实现这种方法？设计一种装置或设备 3.怎样设计？建立一个模型：计算：尺寸、功率…… 根据什么计算？ 理论或经验公式粉碎理论公式从何而来 ？粉碎理论 机理解析理论粉碎理论从何而来 ？粉碎机理解析：回答为什么？求解为什么？(1) + (2)用什么方法来解析？数学方法描述粉碎过程 8.粉碎过程是什么样的？…… 2.2 粉碎机理的解析方法关于粉碎理论的研究迄今已有一百多年的历史,其间,许多学者曾提出过一些推论精辟,极有价值的理论,其在一定程度上反映了粉碎过程的客观实际,因此,具有一定的概括性和指导意义。 但是，粉碎过程比较复杂，这些理论几乎还不能直接应用于实际的粉碎机械设计或确定粉碎作业参数，而只能作为大致上的参考，所以， 目前实际应用上仍然采用经验法进行设计。 另外，已有学者从与现有理论完全不同的观点出发，提出了粉碎机理的解析方法，这些设想虽然还没有充分整理，未达到可立即在实际中有效地应用的阶段， 但可认为，粉碎理论的研究已开始注目于全新的观点。这些解析方法将在一定程度上适应生产实际的要求，同时，为经验法解析提出新的理论依据。 粉碎机理的解析作用： 1.设计粉碎机确定粉碎作业参数为粉碎理论的建立提供理论依据 例如 物料怎样被粉碎？寻求最佳的粉碎途径 2.2.1 粉碎功耗定律关于粉碎过程所需要的能量问题是极其复杂的。因为粉碎能量的消耗与很多因素有关， 譬如物料的物理机械性质，所采用的破碎方法，在粉碎瞬间各物料之间所处的相互位置，物料的形状和尺寸以及物料的湿度等等。 因此，要想用一个完整的严密的数学理论来解决粉碎过程所消耗的能量是不可能的。在某些情况下，必须同时广泛地应用实际资料。目前计算粉碎物料所需要能量的理论主要有以下三种。 W S ? S =2 1dd均p d后均 d前均–3前d pz d pz后均3前z2后z21.表面积假说(Rittinger定律 1867年)粉碎物料消耗的能量与粉碎过程中物料新生成的表面积成正比。物理基础： 产生新表面， 必须克服表面张力做功。假设：物料为球形 Wi = ki (W = xWi = x[ki ( ?d i)q ]前均1– d前均 )qi (J)假设：某一粒级： 粉碎质量qi ，粉碎后的粒径d ：i11W = C 6 ( ?111)(J / kg)p d后均d前均) = k( ?d后均 d前均)m(J)W = k(d 后均? d前均1 1(2-40) 假定各粒级ki 相等： m = xqi , ki = k)xqi = x[k( ? d)qi ]k(– ) = kx( ? d )前均qid后均 d前均xqi xqi前均1 1– d前均1k(d后均适用范围： 粉磨作业 粉碎比： i15粉碎比： 粉碎前后物料粒径的比值。=(表面积体积平均径)ii= x qi?d前均= xqixqidi d 前均xqi xqi–d后均d后均x q d 1.最大粉碎比2.公称粉碎比 i =3.平均粉碎比d入 d出4 . 总( 系统) 粉碎比破碎级数：破碎机串联的台数(亦称破碎的段)(2-41)i = d前均d 后均i= d 前大d 后大 一级破碎 二级破碎i总 = i1 .i2 .i3 ......*推导过程：三段四段一段二 段(2-42) d4d5 =4d4 =d2d3 =2d =1总i = i2 .i3 .i4 .1= i1 .i2 .i3 .i4di4 .i3 . d1d2 i2=d4i4 .d1d3i3i4 .i3 . d1d3d1 d1 .i4=ii总=di = d 1d5id3i3i2di1==d442 2.体积假说(Kick定律 1874年)吉尔皮切夫： 在相同的技术条件下，将几何形状相似之物料粉碎成形状亦相同的成品时，粉碎物料所消耗的能量与体积或重量成正比。基克：粉碎比相同的物料粉碎功耗也相同。 公式推导过程：设： n级粉碎，每级i相同则： i总 = = i.i.i... = in取对数：n = lg i总 / lg i设：单位质量物料每级粉碎功耗为wx根据基克假设：wx1 = wx2 = wx3 = ...wxn 总粉碎功：W nwxd后均d前均lg iW = c.n.wx = c.wx. lg i总 物理基础：粉碎外力与物料内部引起应力和产生变形，它们之间的应变关系符合直线法则。适用范围：粗碎作业 i＜8. lg i则： W = k lg i总 = k lgd后均W = k(lg d前均 ? lg d后均 )(J / k)d 前均同理：lg d =