ПОЛУЧЕНИЕ КОМПОЗИЦИОННЫХ. ГРАНУЛИРОВАННЫХ МАТЕРИАЛОВ. В ПЛАНЕТАРНОМ ГРАНУЛЯТОРЕ
Моделирование процесса гранулирования в планетарном грануляторе
Моделирование процесса гранулирования проводилось при следующих параметрах процесса:
- диаметр барабана Dd = 0,14 м;
- радиус планетарного вращения R р = 0,1 м;
- планетарная скорость вращения шр = -20 рад/с;
- относительная скорость вращения барабана &r = 20 рад/с;
- высота столба частиц, при которой достигается условие появления адгезионной связи для нижней частицы H = 0,25 м;
- заполнение барабана материалом 20 %.
|
Рис. 4.15. Поле скоростей окатываемых частиц при четырех положениях планетарного вращения барабана гранулятора |
Центробежное ускорение при гранулировании с вышеуказанными параметрами составляет 46 м/с2. В связи с тем, что центробежное ускорение в 4,7 раз больше, чем ускорение свободного падения, параметр H был увеличен в 5 раз по сравнению со значением этого параметра при моделировании процесса в барабане со стационарной осью. В этом случае становится возможным сравнение процессов гранулирования в планетарном грануляторе и в грануляторе со стационарной осью при относительно равных вероятностях возникновения адгезионных связей [43, 44].
Характер движения материала при планетарном гранулировании схож с характером движения в барабане со стационарной осью, если рассматривать направление к планетарному центру при планетарном вращении, как направление вверх при вращении барабана со стационарной осью (см. рис. 4.1, 4.17).
 |
Расположение материала при планетарном вращении, полученное в результате моделирования (см. рис. 4.17), совпадает с расположением материала при проведении экспериментальных исследований (рис. 4.16).
 |
При любом положении барабана планетарного гранулятора сыпучий материал располагается одинаково относительно планетарного центра, наблюдается осевая симметрия (рис. 4.15). Это является следствием того, что центробежные ускорения при планетарном вращении обычно более чем в 10 раз больше ускорения свободного падения, влияние ускорения свободного падения незначительно.
Угол отклонения центра масс материала а (рис. 4.18) при планетарном вращении относительно линии, проходящей через центр барабана Cd и центр планетарного вращения Cp, больше (см. рис. 4.17), чем угол отклонения центра масс материала при окатывании в барабане со стационарной осью (см. рис. 4.1). Это связано с тем, что центробежная сила, вызываемая планетарным вращением, направлена от
центра планетарного вращения к центру масс материала, а не к центру барабана. При отклонении центра масс направление центробежного ускорения отклоняется в ту же сторону, что способствует дальнейшему отклонению центра масс до момента достижения угла в, когда силы, действующие на материал в относительной системе координат, уравновешиваются. Чем больше отношение радиуса планетарного вращения к радиусу барабана, тем меньше угол отклонения центра масс материала.
|
Рис. 4.18. Угол отклонения центра масс при планетарном вращении: Ср - центр планетарного вращения; Cd - ось барабана, Ст - центр масс материала; ас - центробежное ускорение сыпучего материала |
|
|
|
|
|
|
Рис. 4.21. Образование адгезионных связей |
|
Рис. 4.22. Разрушение адгезионных связей |
|
Рис. 4.23. Разрушение адгезионных связей под действием сдвига при сжатии частиц |
|
Рис. 4.24. Разрушение адгезионных связей при растяжении связанных частиц |
частицы
адгезионные
связи
/к
конгломерат _/
(гранула)
Рис. 4.25. Конгломерат частиц, который условно считается
гранулой при моделировании
При моделировании гранулой считается конгломерат частиц, связанных адгезионными связями (рис. 4.25).
