Окружная скорость
*
Окружная скорость размалывающих устройств относится к числу факторов, величину которых при размоле можно регулировать лишь в специальных устройствах, предназначенных, как правило, для исследовательских целей. У роллов окружная скорость размалывающего барабана обычно бывает равной 10— 12 м/сек, у конических мельниц окружная скорость ротора — от 15 до 25 м/сек\ аппараты, работающие с использованием гидродинамической пульсации давления, имеют окружную скорость от 40 до 80 Mjcen, а относительная окружная скорость некоторых дисковых рафинеров достигает 100 м/сек и более.
Из производственной практики известно, что по мере повышения окружной скорости размалывающего устройства при условии, что удельный расход энергии остается неизменным, снижается укорочение волокон и возрастает жирность массы. Однако в действительности соблюсти это условие невозможно, ибо на расход энергии влияет не только сама окружная скорость, но и ряд второстепенных факторов, влияние которых обычно не учитывается. При повышении окружной скорости весьма заметно возрастает расход энергии на преодоление инерции вращающихся частей на покрытие потерь, связанных с преодолением сил трения, на ускорение движения массы и т. д. Как правило, нельзя неограниченно повышать суммарную мощность размалывающих аппаратов, так как при этом ухудшается соотношение между расходом энергии на собственно размол и всевозможными потерями потребляемой энергии, снижается удельное давление размола и изменяется весь характер размола в целом.
У скоростной конической мельницы Папцел при повышении равновесной окружной скорости с 11 до 22 м/сек расход энергии возрастает втрое. Доля энергии, расходуемой на собственно размол и на полезное турбулентное движение массы, увеличивается при этом всего в 2 раза, тогда как затрата энергии на покрытие механических и гидравлических потерь возрастает почти в 10 раз. То, что в таких условиях общий расход энергии не увеличивается втрое, объясняется снижением давления размола. Как видно из рис 27, при удвоении окружной скорости в конической мельнице Папцел 01 удельное давление размола при неизменном расходе энергии снижается на одну треть первоначальной его величины.
При увеличении окружной скорости прямо пропорционально повышается секундная режущая длина ножей, но совсем незначительно увеличивается количество массы, протекающей через
Машину. В свою очередь, повышение секундной режущей алины ножей при практически неизменном количестве перерабатываемой массы способствует усилению специфических воздействий на волокна со стороны размалывающего устройства.
Испытания конических рафинеров Эшер—Висс R—1 позволили установить, что повышение окружной скорости с 5,9 до 12,5 м/сек при неизменном удельном давлении размола и прочих равных условиях вызывает увеличение потребляемой мощности с 8 до 16,2 кет. Степень помола сульфитной целлюлозы при этом возрастет с 25 до 53° ШР. Повышение окружной скорости приводит к снижению средней длины волокон приблизительно на 16%, а средняя ширина волокон уменьшается с 25,5 р — при окружной скорости 5,9 м/сек до 18,8 р, при скорости 12,5 м/сек. Разрывная длина возрастает с 2555 до 4663 м, сопротивление продавливанию с 1,58 до 2,80 кг/см2 и объемный вес с 0,61 до 0,71 г/смъ. Удельный расход энергии на размол в результате увеличения окружной скорости повышается от 173 до 333 кет • ч. При контрольном размоле массы до 53° ШР (размол проводился при окружной скорости 5,9 м/сек) действительный расход энергии составил 380 кет • ч/т и разрывная длина достигла 4440 м. Производительность рафинера при размоле массы до 53° ШР и окружной скорости 5,9 м/сек составляла всего лишь 42% производительности, достигнутой при окружной скорости 12,5 м/сек.
Присущее коническим мельницам свойство сильно укорачивать волокна объясняется не их малой окружной скоростью, а тем, что эти мельницы приспособлены к размолу массы пониженной концентрации при высоких удельных давлениях. Низкие
окружные скорости конических мельниц дают возможность при сравнительно небольшой мощности привода поддерживать наиболее высокое удельное давление размола.
Наоборот, в гидрофайнере используют его способность размалывать массу при низких удельных давлениях. При небольших удельных давлениях размола мощность привода можно удержать в допустимых пределах и при сравнительно значительных окружных скоростях. Свойство гидрофайнеров давать массу жирных помолов объясняется прежде всего малым удельным давлением размола и высокой концентрацией массы. -
Непосредственное влияние окружной скорости на характер помола проявляется лишь в разной степени турбулентности, приобретаемой массой под действием размалывающего устройства мельницы. При пониженных окружных скоростях теоретически возможно создание условий благоприятных для захвата волокон гранями ножей, что будет способствовать рубке волокон. Повышение окружных скоростей может повлечь за собой усиление взаимного трения и сминания волокон. Более глубокое выяснение этих вопросов нуждается в дальнейших исследованиях.