【正文】 能力有關(guān)，生產(chǎn)能力越大，直徑越大。同時物料粉碎的難易程度、粉碎機(jī)進(jìn)料的粒度等也是影響粉碎能力的主要因素。但如何根據(jù)粉碎機(jī)的生產(chǎn)能力確定粉碎分級室直徑尚無可靠的依據(jù)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際運(yùn)行中的測試結(jié)果為準(zhǔn)。② 噴嘴圈有效高度H1按有關(guān)文獻(xiàn)[7]推薦，噴嘴圈的高度H1大致可按如下經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式確定，但結(jié)構(gòu)上必須滿足噴嘴圈安裝噴嘴的要求。H1=(~)D式中，H1表示分級區(qū)高度，mm；D一粉碎腔直徑，mm；即H1=(~) 460=~23mm按噴嘴的設(shè)計(jì)可知，噴嘴的外直徑d0=18mm，顯然，即使按上式確定的噴嘴圈最大高度23mm，要在其1/2 H1處安裝d0=18mm的噴嘴在結(jié)構(gòu)上是難于保證的。為了保證在噴嘴圈上牢固安裝多個噴嘴并提供一定的高度供噴嘴的安裝和拆卸，設(shè)計(jì)取噴嘴圈有效高度為H1=44mm③ 分級區(qū)高度：如圖310所示，分級區(qū)高度從可由下式確定：噴嘴是氣流粉碎機(jī)的重要組成部分，粉碎機(jī)內(nèi)的高速氣流的壓強(qiáng)能轉(zhuǎn)換為速度能是依靠噴嘴來實(shí)現(xiàn)的，氣流粉碎機(jī)的性能在很大程度上取決于噴嘴的性能。氣流在粉碎室內(nèi)的流動狀況也與噴嘴的設(shè)計(jì)密切相關(guān)。由于氣流粉碎機(jī)噴嘴進(jìn)口處的速度不會太高，一般低于音速，因此噴嘴必須起到增速的作用。噴嘴的形狀噴嘴的增速與噴嘴的形狀有關(guān)；噴嘴的型式有直孔型的亞音速噴嘴、漸縮型的等音速噴嘴和縮擴(kuò)型的超音速噴嘴。直孔型噴嘴由于噴出的氣流速度小于音速，摩擦損失大，效率低，本設(shè)計(jì)不選用直孔型噴嘴。漸縮型噴嘴能噴出等音速噴氣流，膨脹角小，噴氣流流型好，有利于物料顆粒的粉碎，但由于氣速僅為音速，氣流提供的粉碎能量有限，而氣流粉碎通常要求氣流速度應(yīng)大于音速，故本設(shè)計(jì)中加料噴嘴選用縮放型噴嘴。經(jīng)理論分析，將氣流速度定義為u，當(dāng)?shù)匾羲贋閍，馬赫數(shù)M=u/a，當(dāng)M1時，為亞音速；M=1時，為等音速，扁平式氣流粉碎機(jī)在粉碎噴嘴中的流速由低于音速加速到超過音速噴入粉碎一分級室，即由M1過渡到M1，噴嘴應(yīng)該是縮放型，又稱拉伐爾噴嘴。其噴出的超音速氣流有利于增加粉碎能力，改善分級效果，降低能耗。但據(jù)有關(guān)資料卿，縮放型噴嘴只有在工質(zhì)空氣入口狀態(tài)參數(shù)嚴(yán)格控制在設(shè)計(jì)條件下，才能發(fā)揮其作用。噴嘴的數(shù)目噴嘴的數(shù)目n，主要依據(jù)粉碎室直徑D確定，噴嘴越多，能使氣體在粉碎室分布更均勻，粉碎一分級室磨損較輕，粉碎和分級效果更好，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜；噴嘴少，結(jié)構(gòu)簡單，但氣流在粉碎室內(nèi)的分布欠均勻，粉碎和分級效果較差。根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)，當(dāng)粉碎室直徑D=250~500mm時，取噴嘴個數(shù)n=12個。由于本設(shè)計(jì)中的粉碎室直徑D=460mm，為了提高粉碎效果，噴嘴個數(shù)取n=16個。噴嘴的位置一般都布置在粉碎分級室側(cè)壁，即安裝在噴嘴圈并要求噴嘴軸線必須嚴(yán)格安裝在同一平面上。噴嘴的偏角噴嘴的偏角指噴嘴軸線與粉碎室半徑的夾角，用a表示。偏角a的大小直接限定分級圓的半徑r0的大小，當(dāng)a增大時，分級圓半徑r0增大，粉碎區(qū)變小，單位容積的粉碎能量大，有利于顆粒的細(xì)化，但粉碎室側(cè)壁磨損較嚴(yán)重；反之，a減小，則不利于顆粒的細(xì)化，但對側(cè)壁磨損較輕。根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)[7]， r0，R為粉碎一分級室半徑，偏角a的取值范圍為amin=30176?！躠≤amax=58176。噴嘴偏角取決于分級圓半徑r0和供安裝噴嘴的內(nèi)徑外直徑D0的大小。噴嘴偏角a可由下式確定式中，分級圓半徑 噴嘴圈外徑 故，噴嘴圈偏角為噴嘴的尺寸確定①噴嘴的流速計(jì)算空氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度： 空氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的壓力：空氣在噴嘴入口處的壓力：噴嘴入口處空氣的密度為空氣流量，其中大約可作為高速氣流用氣量，其余部分作為加料用。作為高速氣流用氣量按計(jì)算，則空氣質(zhì)量流量為空氣絕熱指數(shù)空氣的臨界壓力比粉碎室內(nèi)的氣壓與粉碎室物料的出口及氣固分離等設(shè)備有關(guān)，要準(zhǔn)確計(jì)算該氣壓的大小是困難的。每一個laval噴嘴都對應(yīng)著一個計(jì)算狀態(tài)，只有使實(shí)際工作狀態(tài)與計(jì)算狀態(tài)保持一致或十分接近時，才能使噴嘴氣流獲得最有效的噴射速度，設(shè)計(jì)時只能盡可能使計(jì)算狀態(tài)的噴嘴出口壓力與粉碎室的氣壓接近。設(shè)噴嘴出口處壓力，則以上計(jì)算表明，噴嘴應(yīng)該是縮放形，如果實(shí)際的小于上述設(shè)定時，噴嘴形狀仍然為縮放形。噴嘴的臨界流速，即進(jìn)氣狀態(tài)條件下的音速按下式計(jì)算式中，K空氣的絕熱指數(shù)，K=；空氣的氣體常數(shù)，；T進(jìn)氣條件下的絕對溫度，即。由式（321）得上式表明，噴嘴的臨界速度僅與氣體的進(jìn)氣狀態(tài)有關(guān)。由式（31）可知，噴嘴出口的速度： ②噴嘴直徑噴嘴喉部截面積可由下式確定： （322）式中，空氣的臨界壓力比。由式（322）可得： 噴嘴出口截面積A可由下式確定:式中，p入—空氣進(jìn)口壓力，Mpa；P出—空氣出口壓力，MPa。由式(323)可計(jì)算出不同出口壓力時，噴嘴出口截面積A如下:P出=， P出=， P出=， 噴嘴喉部直徑故噴嘴出口直徑D可由下式計(jì)算: （324）式中，D—噴嘴出口直徑，mm；A—噴嘴出口截面積，mm2由式(324)，可計(jì)算出不同出口壓力時噴嘴的出口直徑D為:P出=，P出=，P出=，上述計(jì)算表明，噴嘴的喉部尺寸Dmin只與氣流的進(jìn)氣狀態(tài)（溫度、壓力、流量）有關(guān)，出口尺寸既與進(jìn)氣狀態(tài)有關(guān)，也與出口處的壓力有關(guān)，這種噴嘴只有在嚴(yán)格控制在設(shè)計(jì)條件下才能發(fā)揮作用。，確定三種不同尺寸的噴嘴結(jié)構(gòu)。 噴嘴尺寸進(jìn)氣量qm kg/s喉部直徑Dmin mm出口直徑D出 mm679810旋風(fēng)分離器是利用離心力進(jìn)行除塵，它的結(jié)構(gòu)簡單，操作簡易，價(jià)格低廉。當(dāng)含塵濃度大，粒子較粗時，除塵效率高，對大于5μm以上的粒子有良好的除塵性能。查《除塵技術(shù)手冊》[8]，旋風(fēng)分離器相關(guān)尺寸確定如下。旋風(fēng)分離器的直徑D0=1200mm；故:直筒長L1=2D0=2400mm。氣缸體長L1=2=2400mm?；铱谥睆紻h= D0/4=300mm。出口直徑Dd= D0/2=600mm。內(nèi)筒長L= D0/3=400mm。內(nèi)筒直徑D2= D0/2=600mm。H= D0/2=600mm。B= D0/4=300mm。 旋風(fēng)分離器的壁厚設(shè)計(jì)溫度500C，材料304，本設(shè)計(jì)壁厚取 δ=4mm。 旋風(fēng)分離器結(jié)構(gòu)尺寸圖1一進(jìn)料口 2一支座 3一排料口 4一排風(fēng)口袋式除塵器是一種高效捕集回收裝置，%。是氣流粉碎干法捕集中最常用的設(shè)備。其工作原理是依靠濾布作為過濾材料，粉塵通過濾布時產(chǎn)生篩分、慣性、擴(kuò)散等作用而被捕集，達(dá)到分離含塵氣體中粉塵的目的。濾布的材料不僅決定了捕集效率和處理的工質(zhì)量，還決定系統(tǒng)的壓強(qiáng)降。本設(shè)計(jì)是以常溫壓縮空氣為工質(zhì)，查閱《除塵設(shè)備》[9]，采用合成纖維中的滌綸絨布作為濾布材料。為達(dá)到較好處理效果，選用清灰方式為脈沖式。綜合被分離物料粒徑≤10μm；處理風(fēng)量：Q=14400m3/h；過濾風(fēng)速：V=2m/min；濾帶面積：F= Q/V=120m2等相關(guān)參數(shù)。鈦白粉超細(xì)氣流粉碎機(jī)組選用設(shè)備型號為細(xì)顆粒的捕集。 MC84Ⅱ性能參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)過濾面積，m2632濾袋數(shù)量，條842脈沖閥數(shù)量，T142過濾效率，％阻力，Pa12001500清灰用氣流壓力，MPa≥打開蒸汽閥門，使其達(dá)到規(guī)定的壓力和溫度，再打開通往粉碎分級室的工質(zhì)管路上的閥門，將整個系統(tǒng)吹掃一下。為防止蒸汽分配室內(nèi)的雜質(zhì)堵塞粉碎噴嘴，吹掃時打開蒸汽分配室的排污管或在開車前打開粉碎機(jī)的上蓋對噴嘴逐個檢查。如果發(fā)現(xiàn)噴嘴被堵塞，用鉆頭直徑等于或略小于噴嘴直徑的手鉆沿著空氣流動的方向疏通噴嘴。如果將噴嘴拆卸下來進(jìn)行疏通，可能破壞噴嘴與安裝部位的嚴(yán)密性。整個系統(tǒng)都正常后，關(guān)閉蒸汽管路上的全部閥門，打開總管上的閥門，通過調(diào)節(jié)通往加料系統(tǒng)的蒸汽管路上的閥門，使加料蒸汽達(dá)到規(guī)定壓力。調(diào)噴加料器，直到加料器上的料斗處產(chǎn)生最大的真空度為止。打開通往蒸汽分配室的管路上的閥門，使蒸汽分配室中的壓力與加料蒸汽的壓力相近在這種壓力下向粉碎分級室加料，使室內(nèi)具有適量的循環(huán)物料，然后進(jìn)一步提高粉碎蒸汽壓力，達(dá)到設(shè)計(jì)所需的操作壓力，這樣，粉碎系統(tǒng)就處于正常的運(yùn)行之中。粉碎系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行過程中，操作人員需監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀況，如蒸汽的壓力和溫度是否發(fā)生變化，加料是否連續(xù)均勻，卸料和捕集系統(tǒng)是否暢通，鈦白粉成品的粒度是否變化等。如果出現(xiàn)加料變化，則可能是出現(xiàn)加料系統(tǒng)堵塞，解決方法是應(yīng)先關(guān)閉加料器，再關(guān)蒸汽總路上的閥門，保持粉碎蒸汽管路和加料管路上的閥門調(diào)節(jié)不變，待故障排除后，開啟蒸汽總路上的閥門，粉碎過程繼續(xù)進(jìn)行。如果系統(tǒng)出現(xiàn)卸料或捕集系統(tǒng)發(fā)生堵塞，堵塞輕微可敲擊發(fā)生堵塞部位，如果嚴(yán)重，停車排除。如果蒸汽總流量下降或產(chǎn)品粒度變粗，可能出現(xiàn)噴嘴堵塞，需停進(jìn)行疏通處理。準(zhǔn)備停車時，應(yīng)先停止加料，關(guān)閉通往加料系統(tǒng)的蒸汽管路上的閥門；適當(dāng)提高粉碎蒸汽的壓力，繼續(xù)運(yùn)行粉碎系統(tǒng)直至粉碎系統(tǒng)中的物料排完為止，避免粉碎分級室中的物料通過噴嘴進(jìn)入蒸汽氣分配室中或噴嘴被物料堵塞的可能。經(jīng)開車試驗(yàn)，其檢測結(jié)果反映了該扁平式氣流粉碎機(jī)組產(chǎn)品性質(zhì)，根據(jù)檢測報(bào)告，對其分析如下。利用LS800激光粒度分析儀，檢測產(chǎn)品粒徑分布。 鈦白粉產(chǎn)品粒徑特征參數(shù)D(4，3)： μmD(3，2)： μmD10： μmD25： μmD50： μmD75： μmD90： μmSSA： sqm/cc設(shè)計(jì)要求：，產(chǎn)量為2~3t/h。，D50： μm，且產(chǎn)品粒度分布較窄，這說明該粉碎機(jī)組產(chǎn)品粒徑、粒度分布、產(chǎn)量均符合設(shè)計(jì)要求。4結(jié)果與討論本文以鈦白粉的超細(xì)粉碎為目的，設(shè)計(jì)了適合鈦白粉超細(xì)粉碎的蒸汽流粉碎工藝和裝置。選擇扁平式氣流粉碎機(jī)為粉碎主機(jī)，對粉碎分級室、噴嘴進(jìn)行了設(shè)計(jì)；同時，對粉碎機(jī)組的主要附屬設(shè)備旋風(fēng)分離器進(jìn)行了設(shè)計(jì)和袋式除塵器的選型。機(jī)組安裝調(diào)試后，通過開車試驗(yàn)檢測操作參數(shù)對粉碎效果的影響，并對粉碎機(jī)組產(chǎn)品進(jìn)行了檢測分析。主要結(jié)論如下：1 粉碎采用扁平式氣流粉碎機(jī)。為了提高該機(jī)的粉碎、分級功能，粉碎分級室采用雙截頭圓錐腔型，并確定了該腔型主要結(jié)構(gòu)和尺寸；設(shè)計(jì)采用縮放型噴嘴提供超音速粉碎工質(zhì)，并對結(jié)構(gòu)和尺寸進(jìn)行了詳細(xì)的分析和計(jì)算。同時對粉碎機(jī)組的附屬設(shè)備旋風(fēng)分離器、袋式除塵器進(jìn)行了設(shè)計(jì)和選型。該機(jī)組經(jīng)調(diào)試后，己投入生產(chǎn)運(yùn)行，結(jié)果顯示本文設(shè)計(jì)的各項(xiàng)參數(shù)和對設(shè)備的選型達(dá)到了預(yù)期效果。2 通過生產(chǎn)試驗(yàn)表明，在保持供汽條件不變時，產(chǎn)品粒徑隨加料量的增加而加大；保持進(jìn)料量不變時，改變工質(zhì)的壓力，則產(chǎn)品粒徑隨壓力升高而減小，這說明獲得一定粒徑的產(chǎn)品，必須將操作參數(shù)控制在一定條件下。3 對設(shè)計(jì)工況條件的產(chǎn)品檢測結(jié)果顯示， μm。產(chǎn)品具有粒度細(xì)、粒徑分布較窄、顆粒形狀規(guī)則，同時具有良好的純度、親水性、吸附性及化學(xué)活性。這說明本文選擇的蒸汽流粉碎工藝符合設(shè)計(jì)要求。4 為提高氣流粉碎技術(shù)的應(yīng)用范圍，針對上述問題，今后應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)以下幾個方面的工作：（1）采用實(shí)驗(yàn)、數(shù)值模擬和理論分析的方法，進(jìn)一步加強(qiáng)氣流流動特性氣流能的轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)理論研究，提高能量轉(zhuǎn)化效率和分級精度，減少主要零件的磨損。（2）對粉碎室的形狀、射流形狀、噴嘴入射偏角、入射速度、噴氣流勢長度、噴嘴的空間布置等結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)一步加強(qiáng)研究與優(yōu)化。（3） 加強(qiáng)氣流流動結(jié)構(gòu)的研究，進(jìn)一步提高分級精度和產(chǎn)品的粒徑分布。（4） 進(jìn)一步加強(qiáng)氣流粉碎工藝和工質(zhì)的研究，簡化工藝過程和粉碎機(jī)械構(gòu)，降低系統(tǒng)費(fèi)用。參考文獻(xiàn)[l] ，化學(xué)工業(yè)出版社，2000[2] ，中國建材工業(yè)出版社，1999.[3] 唐敬麟.《破碎與篩分機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊》，化工出版社[4] ：中國建材工業(yè)出版社，1998[5] 、:中國建材工業(yè)出版社，1993[6] ，武漢大學(xué)出版社，1993[7] (原理、設(shè)備和應(yīng)用)，化學(xué)工業(yè)出版社[8] ，化學(xué)工業(yè)出版社[