機構運動簡圖

[拼音]:fensui

[英文]:size reduction

對固體物料施加外力,使其分裂為尺寸更小的顆粒,一種屬於粉體工程的單元操作。化工生產所用的固體原料和煤炭,常需粉碎到一定粒徑才能使用。例如,在大多數有固體顆粒參與的化學反應過程中,減小顆粒粒徑,可增大相際接觸表面,提高反應速率。在浸取操作中,減小粒徑既可增大相際接觸表面,又可縮短物質在顆粒內的擴散距離,提高浸取速率。在陶瓷、水泥、顏料、催化劑等生產過程中,為得到均勻的固體混合物,先將各種原料磨成細粉。有些化工產品,必須粉碎到一定粒度,才能合乎使用者的需要。可見粉碎在化工生產中具有廣泛的用途。

按物料經粉碎後的粒徑,粉碎又分為破碎和磨碎。破碎是將塊狀物料變成粒狀物料,磨碎是將粒狀物料變成粉狀物料。粉碎比又稱粉碎度,用以度量粉碎操作的效果。粉碎比i的定義為:

i=D/d

式中D和d分別為物料在粉碎前後的粒徑。粉碎比可反映單機操作的結果,也可反映物料經過整個粉碎系統後的粒徑變化。後者有時稱為總粉碎比。

物料受外力作用而粉碎的機理是複雜的,至今尚無普遍適用的理論。關於粉碎操作的能量消耗,有以下三種基本的假說:

(1)表面積假說。1876年P.R.雷廷格提出,粉碎所需的能量與粉碎後新增加的表面積成正比。

(2)體積假說。1885年F.基克提出,粉碎所需的能量與粉碎比的對數成正比。

(3)裂縫假說。1952年F.C.邦德提出,粉碎所需的能量與粒徑的平方根成反比,其表示式為:

式中A為粉碎單位質量物料所需的能量;C為物料性質係數。這是介於前兩者間的一種假說。上述各種假說都是按物料粉碎前後粒徑的變化考察所需的能量,而未考慮物料在粉碎過程中的運動和能量傳遞,因此都有侷限性。

粉碎操作消耗大量機械能,因此必須遵循“不作過度粉碎”的原則,根據物料的性質、形狀、粒徑、粉碎比和生產規模等因素,採用幹法或溼法操作,設計選用合適的粉碎流程、操作方式和機械裝置。

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