复合式水力粉碎装置的研制及其粉碎机理探讨

摘要

随着工业化的不断发展,各个领域中对粉体的需求量空前增大,但是现有的粉体制备装置普遍存在能耗大、污染环境和粉碎机理比较单一等不足,所以它们还有待于进一步的改进. 本文是在球磨机、振动磨机和高压水射流磨机等现有粉碎装置的基础上,提出了复合式水力粉碎装置.在这套粉碎装置内,加入的物料颗粒受到高压水流的冲击作用和水楔作用、与加速管道的摩擦剪切作用、与靶体之间的碰撞的冲击作用、与研磨介质的研磨冲击作用、在水体中的紊动、空化作用、及研磨介质与滤板之间的摩擦剪切作用等作用,来实现对加入物料的粉碎.这种机理和以前只利用某一种作用来粉碎的机理是截然不同的. 为了分析出影响复合式水力粉碎装置粉碎能力的因素,本文设计与制作出了一套复合式水力粉碎系统,该系统是由动力系统、粉碎系统、分离系统、量水系统和回水系统等五个子系统组成的.粉碎系统是我们设计的重点,其中包括了粉碎箱体、高压水射流喷嘴、加速管径、靶体等部件的设计与制作.经过对整个系统进行了高压水射流压力、流量、冲击时间及研磨介质等参数进行多种组合的实验阶段,我们得出以下几个因素对复合式水力粉碎装置的粉碎能力有着的重要影响:1高压水射流功率.随着高压水射流功率的增大,粉碎后颗粒的粒度会越小.2装置内的研磨介质.研磨介质的填充量和配比对粉碎结果均有影响:从填充量上来分析,并不是研磨介质加入的越多,粉碎效果越好,而是在数量上存在一个最佳值；由于现有客观条件的影响,我们只能从实验数据上得出不同直径的研磨介质的总体积比对粉碎效果有着影响.3冲击时间.冲击时间过长,系统地效率下降,冲击时间不够,粉碎产品的质量会受到影响.在本实验的条件下,冲击时间的最佳值在5min-20min.本文还用复合式水力粉碎机理对上面得到的实验结果进行了阐明. 最后本文还借助于正交表格,更加直观的得出在上述参数中高压水射流功率对复合式水力粉碎装置的粉碎能力有着尤为明显的作用.

目录

文摘

英文文摘

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1绪论

1.1超细粉体及其制备技术

1.1.1超细粉体的基本概论

1.1.2超细粉体的制备技术

1.2高压水射流粉碎技术的介绍

1.2.1高压水射流技术的发展情况

1.2.2高压水射流技术在粉碎领域的应用

1.3高压水射流粉碎技术的国内外发展情况

1.4本论文研究内容

2超细粉碎设备现状及其粉碎机理

2.1球磨机简介

2.1.1球磨机基本认识

2.1.2球磨机工作原理

2.1.3球磨机特点

2.2振动磨机简介

2.2.1振动磨认识

2.2.2振动磨机工作原理

2.2.3振动磨机特点

2.3气流粉碎机简介

2.3.1气流粉碎机的认识及粉碎机理

2.3.2气流粉碎机的类型

2.3.3气流磨机特点

2.4高压射流式粉碎机简介

2.4.1连续水射流对物体表面的作用力

2.4.2高压水射流的粉碎方式

2.5小结

3复合式水力粉碎装置的构思及其粉碎机理探讨

3.1复合式水力粉碎装置的构思

3.2复合式水力粉碎装置粉碎机理的探讨

3.2.1水射流对颗粒的冲击和水楔作用粉碎机理

3.2.2颗粒与管道内壁的磨擦剪切作用的粉碎机理

3.2.3颗粒与靶物之间的冲击粉碎机理

3.2.4勺形箱内研磨介质的粉碎机理

3.2.5紊流-空化冲蚀粉碎机理

3.3小结

4复合式粉碎装置的设计与制作

4.1实验系统的设计

4.2动力系统的设计

4.2.1水泵的选取

4.2.2附件的选取

4.3粉碎系统的设计与加工

4.3.1勺形箱体的设计与制作

4.3.2喷嘴参数的确定

4.3.3滤板的设计与制作

4.3.4加料漏斗与靶体的制作

4.4分离系统的设计与制作

4.5量水系统的设计与制作

4.6回水系统的设计与制作

4.7实验中遇到的问题及解决方法

5实验内容及分析方法

5.1实验内容

5.2分析方法

6影响复合式粉碎装置粉碎能力的因素

6.1射流功率的影响

6.1.1数据分析

6.1.2理论解释与进一步验证

6.2研磨介质的影响

6.2.1研磨介质填充率的影响

6.2.2研磨介质配比的影响

6.2.3理论解释

6.3冲击时间的影响

6.4正交方法分析

6.4.1正交表格

6.4.2在本实验中的应用

6.5小结

7总结和展望

7.1总结

7.2实验中的改进及下一步的工作

致谢

参考文献

附表