Теоретические выводы и формулировки
Окружная скорость ролльного барабана является одним из основных факторов, влияющих на процесс размола. Окружная скорость барабана v определяется по формуле
М\сек^ ' (5)
Где:
D — диаметр размалывающего барабана, м\ п — число оборотов барабана в минуту.
Следующим важным фактором является режущая длина, которая определяет общую длину скрещиваний ножей барабана и пленки за один оборот барабана. Режущая длина, умноженная на число оборотов барабана в единицу времени ^секунду), называется скоростью резания1 и определяется по формуле
Місек, (6)
Где:
Me — число ножей на размалывающем барабане (роторе); та—число ножей планки (статора); /б — длина ножей на размалывающем барабане, м. Ножи размалывающего барабана и пленки образуют между собой определенный угол; они соприкасаются друг с другом лишь частью своей поверхности, называемой размалывающей поверхностью,
TOC \o "1-3" \h \z F= тбТпап/п см\ - (7)
Ъй cos а ' 4 >
1 По принятой в СССР терминологии вместо «скорость резания» употребляется выражение «секундная режущая длина». (Прим. переводчика.)
8 И. Корда и др. ИЗ
Где:
Аб — толщина ножей барабана, см; ап — толщина ножей планки, см; 1п — длина ножей планки (барабана), см; а — угол между ножами планки и барабана. Для определения производительности ролла необходимо знать скорость циркуляции массы в ванне ролла. На скорость циркуляции массы оказывает влияние вместимость ячеек (канавок) между ножами барабана и степень заполнения их массой. Вместимость ячеек QK определяется по формуле
Где:
HK — глубина ячейки (выступ ножа), см; sK — ширина этой ячейки, см. Степень заполнения ячеек зависит от величины центробежной силы, которую размалывающий барабан сообщает массе, находящейся в ячейках. Величина центробежной силы Р определяется по формуле
D — кгм т\
Где:
М — количество массы в ячейке, кг; v — окружная скорость, м/сек; г — радиус барабана, м. При полном заполнении ячеек между ножами
Р_ С^2 ипи р.............................. Ws0,001^2 /Ш
Центробежная сила Р препятствует поступлению массь в ячейки между ножами. Чтобы преодолеть эту силу, необходимс создать определенный напор, который будет определяться высо той Н в метрах превышения уровня массы в ванне ролла, над уровнем нижней точки барабана. Величина этого напора Н должна превышать центробежную силу на окружности барабана и может быть определена по формуле
Где hK — глубина ячейки между ножами, м.
Таким образом, при заданной ширине ячейки и высоте Н можно достичь хорошего заполнения ячеек волокнистой суспензией и удовлетворительной циркуляции массы при условии, если глубина ячейки hK составит
» Н • 9,81г /і пч К = ^ М. (12)
Другим фактором, влияющим на скорость движения массы в ванне, является окружная скорость размалывающего барабана. Для того чтобы циркуляция массы в ванне была достаточной, необходимо, чтобы окружная скорость не превышала величину, определяемую формулой
^ 1 / Н 9,81/* /1Q4 v ^ I/ j - м. (13)
Г пк
Для характеристики массного ролла и его эффективности пользуются определением отношения рабочей ширины размалывающего барабана к объему ролла. У роллов старых конструкций это отношение равно примерно 0,28, а у современных оно доходит до 0,35. В тех же целях иногда определяют отношение мощности, потребляемой на собственно размол, к общему потреблению мощности на привод ролла. Энергия, затраченная непосредственно на размол, зависит от конструкции ролла. Она составляет 30—40% (в виде исключения до 60%) от общего количества энергии, расходуемой на работу ролла.
Выяснением энергетических соотношений при размоле занимался Пфарр, изыскания которого в теоретической области продолжил Смит [85]. В своих расчетах эти авторы всю расходуемую энергию подразделяют на две части: энергию, необходимую для собственно размола, определяемую как полезное потребление энергии Nu, и энергию, расходуемую на циркуляцию массы и преодоление сил трения. В общем итоге эта часть энергии, расходуемой на размол, образует потери энергии Nz.
Полезное потребление мощности (непосредственно на размол) подсчитывается по формуле
Ки=Ц^квт, ^ (14)
Где:
Р — удельное давление размола, кг/ел*2; р — коэффициент размола.
Величина коэффициента размола р изменяется в зависимости от вида перерабатываемого волокнистого материала. По данным Смита, для тряпичной полумассы р = 0,12 ~ 0,2, для целлюлозы [х = 0,09 - ь-0,12. По данным Шуберта, для древесной целлюлозы [г = 0,116, для тряпья — 0,128, для соломенной целлюлозы — 0,144 и для льняной полумассы — 0,170.
8* |
В общую сумму потерь затраченной мощности Nz входят: мощность, расходуемая на ускорение движения массы, поступающей в ячейки между ножами барабана N&, на переброс массы через горку Nk, мощность, расходуемая на удары и трение ножей о массу Nt, на завихрение воздуха при вращении барабана Nv и на трение в подшипниках NB-
115
Мощность, потребная для ускорения движения массы, поступающей в ячейки между ножами, N&, определяется по формуле
Где: |
Qм — количество массы, перемещаемое размалывающим ба
Рабаном за секунду, кг\ vK — скорость потока массы в канале перед барабаном! м/сек.
Мощность, потребная для подъема массы с уровня нижней образующей барабана до вершины горки N/„ рассчитывается по формуле
^ = - W" квт< (16)
Где Ні — разность уровней между высшей точкой горки и нижней образующей барабана, м. Мощность Nt, затраченная на преодоление сил трения ножей о массу, зависит от величины поверхности ножей, их формы и материала, из которого ножи изготовлены. Эту мощность можно подсчитать по формуле
Kmpla6v 3 ,
Nt = —ш— кет, (17,
Где: К — коэффициент, зависящий от поверхности ножей (дл* стальных ножей К — 0,153, для бронзовых К = 0,143J базальтовых К = 0,415); тр — число ножей, погруженных в массу; Об — толщина ножей размалывающего барабана, м. Мощность, затрачиваемая на воздушные завихрения, образуемые верхней (не погруженной в массу) частью барабана, определяется по формуле
^ = (18)
Где:
Mv — число ножей барабана, не погруженных в массу; hK — глубина ячейки между ножами, м. Мощность, расходуемая на трение вала в подшипниках, определяется по формуле
К = + км, (19)
Где:
Pi — коэффициент трения в подшипниках (для подшипников
Скольжения равен 0,02); Pi — нагрузка на первый подшипник, кг;
Рг — нагрузка на второй подшипник, кг;
Dt — диаметр вкладыша первого подшипника, м;
Й?2 — диаметр вкладыша второго подшипника, м.
Общая величина потерь мощности при ^размоле в роллах определяется путем суммирования отдельных составляющих:
Nz = 7Va + Nh + Nt + Nv + Ne квт. (20)
Распределение общей мощности, потребляемой роллом по элементам затрат |
Величины отдельных составляющих общей затраты мощности, потребляемой роллом, по практическим данным представлены в табл. 36. Потери мощности Nz и мощность Nu, затраченная на
Таблица 36
|
Полезную работу, совместно дают общее потребление мощности N. Номинальная мощность двигателя, как правило, превышает на 15—20% мощность, потребляемую роллом.