16. Thí nghieäm Quaù trình – Thieát bò Nghieàn – Raây - Troän
Trang 16
Hình 3 Giaûn ñoà phaân phoái tích luõy cuûa söï phaân phoái kích thöôùc cuûa vaät lieäu
treân raây
0.000
0.100
0.200
0.300
0.400
0.500
-0.400 -0.200 0.000 0.200 0.400 0.600 0.800 1.000
D(mm)
F
Giản đồ phân phối tích lũy của vật liệu theo kích thước
rây
Thực nghiệm
Lý thuyết
17. Thí nghieäm Quaù trình – Thieát bò Nghieàn – Raây - Troän
Trang 17
4.3. Troän
Goïi N laø ñaäu naønh vaø X laø ñaäu xanh: CN = 2/3 và CX = 1/3
Tại thời điểm 5''
Mẫu N X CiN (CiN-CN)2 ∑(CiN-CN)2 n Is
1 128 252 0,337 0,109
0,344 2307 0,044
2 203 66 0755 0,008
3 106 273 0,280 0,150
4 229 47 0,830 0,027
5 180 78 0,698 0,001
6 167 73 0,696 0,001
7 210 44 0,827 0,026
8 129 122 0,514 0,023
Tại thời điểm 15''
Mẫu N X CiN (CiN-CN)2 ∑(CiN-CN)2 n Is
1 156 62 0,716 0,002
0,151 1928 0,073
2 141 49 0,742 0,006
3 124 128 0,492 0,030
4 174 50 0,777 0,012
5 176 78 0,693 0,001
6 155 94 0,622 0,002
7 171 66 0,722 0,003
8 109 195 0,359 0,095
Tại thời điểm 30''
Mẫu N X CiN (CiN-CN)2 ∑(CiN-CN)2 n Is
1 155 84 0,649 0,000
0,086 2112 0,092
2 100 72 0,581 0,007
3 127 157 0,447 0048
4 168 116 0,592 0,006
5 185 169 0,523 0,021
6 196 102 0,658 0,000
7 194 107 0,645 0,000
8 98 116 0,458 0,044
5.
6.
Tại thời điểm 60''
18. Thí nghieäm Quaù trình – Thieát bò Nghieàn – Raây - Troän
Trang 18
Mẫu N X CiN (CiN-CN)2 ∑(CiN-CN)2 n Is
1 144 95 0.603 0.004
0,093 2055 0,090
2 133 83 0.616 0.003
3 136 130 0.511 0.024
4 182 112 0.619 0.002
5 174 154 0.530 0.019
6 93 94 0.497 0.029
7 165 109 0.602 0.004
8 144 107 0.574 0.009
Tại thời điểm 120''
Mẫu N X CiN (CiN-CN)2 ∑(CiN-CN)2 n Is
1 105 81 0.565 0.010
0,037 1630 0,161
2 128 79 0.618 0.002
3 134 50 0.728 0.004
4 117 80 0.594 0.005
5 134 95 0.585 0.007
6 140 53 0.725 0.003
7 140 71 0.664 0.000
8 133 90 0.596 0.005
Tại thời điểm 300''
Mẫu N X CiN (CiN-CN)2 ∑(CiN-CN)2 n Is
1 127 140 0.476 0.036
0,088 1636 0,104
2 100 95 0.513 0.024
3 122 58 0.678 0.000
4 126 105 0.545 0.015
5 120 79 0.603 0.004
6 117 80 0.594 0.005
7 131 55 0.704 0.001
8 129 52 0.713 0.002
Baûng 7: keát quaû thí nghieäm troän taïi caùc thôøi ñieåm khaùc nhau
19. Thí nghieäm Quaù trình – Thieát bò Nghieàn – Raây - Troän
Trang 19
Hình 4: Giaûn ñoà chæ soá troän theo thôøi gian hoaëc theo soá laàn troän
Sau khi xaây döïng giaûn ñoà chæ soá troän theo thôøi gian ta thaáy troän caøng laâu vaät
theå caøng ñöôïc troän ñeàu, chæ soá troän caøng cao. Taïi thôøi ñieåm 300s chæ soá troän
Is= 0,28. Tuy nhieân, trong suoát quaù trình troän coù bò aûnh höôûng bôûi caùc yeáu toá
choáng laïi quaù trình troän laøm cho Is giaûm nhö taïi thôøi ñieåm 120s.
7. BAØN LUAÄN :
Caâu 1 : Baøn luaän söï thích nghi cuûa ñònh luaät Bond ñeå tieân ñoaùn coâng suaát
nghieàn, ñaëc bieät chuù troïng veà caùc giaû thieát.
Döïa vaøo phaàn “Caùc thuyeát veà nghieàn” ñaõ trình baøy trong phaàn 2.1.2, ta thaáy
raèng:
- Thuyeát beà maët cuûa P. R. Rittinger: chæ coù theå aùp duïng ñuùng ñaén trong ñieàu
kieän naêng löôïng cung caáp cho moät ñôn vò khoái löôïng chaát raén laø khoâng quaù
lôùn vaø coù theå ñöôïc duøng ñeå öôùc tính cho quaù trình nghieàn thöïc vôùi Kr ñöôïc
xaùc ñònh baèng thöïc nghieäm treân maùy nghieàn cuøng loaïi vôùi maùy nghieàn thöïc.
Vì coù ñieàu kieän raøng buoäc veà naêng löôïng vaø vieäc xaùc ñònh heä soá Kr raát
phöùc taïp do phaûi xaùc ñònh heä soá naøy öùng vôùi moät loaïi vaät lieäu vaø moät
loaïi maùy nghieàn xaùc ñònh, cho neân thuyeát naøy khoâng coù tính thöïc teá cao trong
vieäc tieân ñoaùn coâng suaát nghieàn.
- Thuyeát theå tích cuûa Kick: ñöôïc döïa treân cô sôû cuûa thuyeát phaân tích öùng suaát
cuûa bieán daïng deûo trong giôùi haïn ñaøn hoài. Thuyeát naøy cuõng khoâng coù giaù
trò thöïc teá cao do vieäc xaùc ñònh haèng soá Kk khaù phöùc taïp.
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0 50 100 150 200 250 300
ChỉsốtrộnIs
Thời gian t(s)
Giản đồ chỉ số trộn theo thời gian
20. Thí nghieäm Quaù trình – Thieát bò Nghieàn – Raây - Troän
Trang 20
- Ñònh luaät Bond: ñaây laø ñònh luaät coù tính thöïc teá nhaát trong vieäc tieân ñoaùn
coâng suaát nghieàn. Vì chæ soá coâng Wi ñaõ bao goàm caû ma saùt trong maùy
nghieàn. Ñoàng thôøi noù coù giaù trò sai khaùc khoâng nhieàu khi tính coâng suaát cho
caùc maùy nghieàn khaùc nhau nhöng cuøng loaïi vaø duøng cho caû quaù trình nghieàn
khoâ laãn nghieàn öôùt.
Định luật Bond sử dụng kích thước hạt sau khi nghiền là kích thước lỗ rây có 80% vật liệu sau
khi nghiền lọt qua, tức Bond đã xem các hạt vật liệu sau khi nghiền luôn có một tỉ lệ sao cho kích
thước trung bình của chúng băng kích thước nói trên. Giả thuyết nay xem ra vẫn chưa hợp lý lắm
vì sau khi nghiền các hạt có kích thước không đồng nhất nhau và tỉ lệ giữa các hạt không chắc sẽ
đúng như định luật Bond đã giả sử.
Để tìm được kích thước này, ta cần biết sự phân phối cỡ hạt trong vật liệu tức phải thông qua thí
nghiệm phân tích rây mới có thể tính được công suất nghiền.
Caâu 2 : Nhaän xeùt veà hieäu suaát raây vaø nghieàn ño ñöôïc. So saùnh vôùi keát quaû
trong saùch. Giaûi thích caùc sai bieät.
* Hieäu suaát nghieàn: H = 87,22%
Hieäu suaát nghieàn ñöôïc tính toaùn döïa treân caùc keát quaû ño:
- Khoái löôïng vaät lieäu ñem nghieàn M (ño baèng caân).
- Thôøi gian nghieàn (ño baèng thì keá).
- Khoái löôïng treân raây, ñeå töø ñoù veõ ñoà thò vaø tính ñöôïc Dp2.
- Cöôøng ñoä doøng ñieän luùc coù taûi cöïc ñaïi ño baèng Ampere keá.
Hieäu suaát nghieàn ño ñöôïc khoâng cao laø do caùc nguyeân nhaân sau:
- Nguyeân nhaân khaùch quan:
Do hiệu suất sử dụng năng lượng của máy nghiền không cao
Do maùy raây ñaõ cuõ neân hoaït ñoäng khoâng ñöôïc eâm, löôùi raây coù nhöõng loã bò
bít laøm aûnh höôûng ñeán löôïng nguyeân lieäu loït qua raây.
Do sai soá cuûa caân.
- Nguyeân nhaân chuû quan:
Do khoái löôïng vaät lieäu ñem caân chöa ñöôïc chính xaùc.
Do baám thôøi gian chöa ñöôïc chính xaùc. Tuy nhieân, sai soá do 2 nguyeân nhaân naøy
laø raát nhoû, khoâng aûnh höôûng lôùn ñeán keát quaû.
Do quaù trình caân sau khi raây vaät lieäu. Vì vaät lieäu luùc naøy raát nhoû vaø mòn
neân raát deã bay ra moâi tröôøng xung quanh. Beân caïnh ñoù cuõng vì vaät lieäu raát
nhoû neân coøn baùm nhieàu treân beà maët raây maø ta chöa laáy heát ra ñöôïc.
Khi veõ ñoà thò log, ñoä chính xaùc khoâng ñöôïc cao.
Cường độ dòng điện giảm dần theo trong lúc nghiền nên lẽ ra khi tính công suất tiêu thụ
phải tính bằng tích phân, nhưng đê đơn giản ta vẫn dùng P=U.(Imax - Imin). cos
Ñaây laø 2 nguyeân nhaân coù aûnh höôûng lôùn nhaát ñeán keát quaû tính toaùn.
* Hieäu suaát raây: E = 94,98%
Hieäu suaát raây ñöôïc tính toaùn döïa treân caùc keát quaû ño:
- Khoái löôïng vaät lieäu loït qua raây sau laàn raây thöù nhaát (J1).
- Khoái löôïng vaät lieäu coù theå loït qua raây J.a, ñöôïc xaùc ñònh döïa vaøo giaûn ñoà 1.
Hieäu suaát raây ño ñöôïc laø cao. Nguyeân nhaân:
21. Thí nghieäm Quaù trình – Thieát bò Nghieàn – Raây - Troän
Trang 21
- Do ñoä aåm cuûa vaät lieäu thaáp, thuaän lôïi cho quaù trình raây.
- Do beà daøy lôùp vaät lieäu treân raây khoâng ñaùng keå. Lôùp vaät lieäu naèm ôû treân
beà maët seõ deã daøng ñi xuoáng phía döôùi ñeå tieáp xuùc vôùi beà maët löôùi raây vaø loït
qua raây.
- Do beà maët raây phaúng, thuaän lôïi cho quaù trình raây.
Ngoaøi ra, coù nhöõng nguyeân nhaân gaây ra sai soá: sai soá cuûa duïng cuï ño (caân, löôùi
raây) vaø sai soá do thao taùc.
Caâu 3 : Baøn luaän veà ñoä tin caäy cuûa keát quaû vaø caùc yeáu toá aûnh höôûng nhieàu
nhaát.
* Keát quaû nghieàn:
Ñoä tin caäy cuûa keát quaû nghieàn laø khoâng cao.
Caùc yeáu toá aûnh höôûng nhieàu nhaát ñeán keát quaû nghieàn:
- Thao taùc thí nghieäm chöa ñöôïc nhanh daãn ñeán sai soá trong luùc ño cöôøng ñoä doøng
ñieän vaø thôøi gian nghieàn.
- Trong quaù trình tính toaùn söû duïng nhieàu coâng thöùc vaø coù laøm troøn soá, gaây neân
ñoä sai leäch.
* Keát quaû raây:
Ñoä tin caäy cuûa keát quaû raây laø khoâng cao.
Caùc yeáu toá aûnh höôûng nhieàu nhaát ñeán keát quaû raây:
-Ñoä aåm cuûa vaät lieäu raây thaáp.
-Beà daøy lôùp vaät lieäu treân beà maët raây nhoû.
-Beà maët raây phaúng.
-Do quaù trình tính toaùn ñôn giaûn hôn raát nhieàu so vôùi phaàn tính hieäu suaát nghieàn neân
giaûm ñöôïc nhieàu sai soá.Tuy nhieân, vieäc loaïi boû ñieåm ñaëc bieät trong quaù trình veõ ñoà
thò log vaø logDpn aûnh höôûng lôùn ñeán keát quaû thí nghieäm.
Beân caïnh ñoù coøn moät soá caùc yeáu toá laøm giaûm ñoä tin caäy cuûa keát quaû nhö: vaät
lieäu mòn deã bay vaøo khoâng khí, vieäc öôùc löôïng J.a treân giaûn ñoà 1 chöa ñöôïc chính
xaùc tuyeät ñoái,… Nhöng caùc yeáu toá naøy aûnh höôûng khoâng ñaùng keå.
Caâu 4 : Nhaän xeùt veà caùch laáy maãu trong thí nghieäm troän.
Maãu trong thí nghieäm troän ñöôïc laáy taïi 6 thôøi ñieåm khaùc nhau: 5" , 15", 30", 60", 120"
vaø 300". Taïi moãi thôøi ñieåm ta laáy 8 maãu theo sô ñoà:
1 2 3
4 5
6 7 8
Ta phaûi laáy maãu ôû nhöõng vò trí nhö treân ñeå ñaûm baûo coù theå khaûo saùt heát toaøn
boä khoái haït, laøm cho maãu laáy coù tính ñaëc tröng vaø nhö vaäy keát quaû seõ coù ñoä
chính xaùc cao. Bôûi vì trong quaù trình troän khoâng phaûi taïi moïi vò trí ñeàu coù söï phaân
boá caùc haït nhö nhau, cho neân ta phaûi laáy taïi nhieàu vò trí ñeå tính trung bình cuûa noù.
Khoái haït chæ coù söï phaân boá ñoàng ñeàu nhaát taïi moät thôøi ñieåm naøo ñoù trong quaù
trình troän maø thoâi.
Beân caïnh ñoù, ta phaûi laáy maãu taïi 6 thôøi ñieåm khaùc nhau ñeå khaûo saùt söï thay
ñoåi cuûa chæ soá troän theo thôøi gian. Töø ñoù tìm ra ñöôïc thôøi ñieåm maø khoái haït ñaït
22. Thí nghieäm Quaù trình – Thieát bò Nghieàn – Raây - Troän
Trang 22
ñöôïc chæ soá troän cao nhaát. Ñoù chính laø thôøi gian maø ta neân tieán haønh troän khoái haït
ñeå ñaït ñöôïc ñoä ñoàng ñeàu cao nhaát.
Khi laáy ra khoûi maùy troän ñeå ñeám khoâng traùnh khoûi laøm xaùo troän lôùp vaät lieäu
quaù trình troän coù söï thay ñoåi. Hôn nöõa, caùc maãu laáy khoâng ñoàng ñeàu nhau cuõng
gaây sai soá. Quaù trình laáy maãu phuï thuoäc chuû quan vaøo ngöôøi laáy maãu ( duø ñaõ coá
gaéng khaéc phuïc baèng caùch coá ñònh moat ngöôøi laáy coá ñònh taát caû caùc maãu).
Caâu 5 : Baøn veà ñoä tin caäy cuûa keát quaû troän vaø caùc yeáu toá naøo trong thí
nghieäm coù aûnh höôûng nhieàu nhaát ñeán thí nghieäm troän.
Ñoä tin caäy cuûa keát quaû troän laø khaù cao.
Caùc yeáu toá aûnh höôûng nhieàu nhaát ñeán keát quaû troän:
- Söï phaân phoái côõ haït: vì haït ñaäu xanh vaø ñaäu naønh coù kích thöôùc sai leäch
nhieàu neân seõ aûnh höôûng xaáu ñeán quaù trình troän.
- Thôøi gian troän: ñöôïc xaùc ñònh baèng thì keá (baám baèng tay) neân coù sai soá.
Nhöng sai soá naøy khoâng ñaùng keå.
- Khoái löôïng rieâng cuûa vaät lieäu: vì ñaäu xanh vaø ñaäu naønh coù khoái löôïng
rieâng xaáp xæ nhau neân coù taùc ñoäng toát ñoái vôùi quaù trình troän.
- Tính deã vôõ (doøn): ñaäu xanh vaø ñaäu naønh khoâng coù tính chaát deã vôõ vuïn neân
quaù trình troän dieãn ra deã daøng hôn.
- Maãu ñöôïc laáy taïi nhieàu vò trí (theo sô ñoà) neân ñaûm baûo ñöôïc tính ñaëc tröng
cuûa maãu laáy, laøm taêng ñoä chính xaùc cuûa keát quaû.
8. PHUÏ LUÏC :
8.1.Tính toaùn thí nghieäm nghieàn:
a. Xaùc ñònh ñöôøng kính töông ñöông cuûa haït gaïo:
- Ñöôøng kính töông ñöông cuûa haït gaïo laø ñöôøng kính cuûa haït hình caàu coù cuøng
tæ soá V/S.
- Ñoái vôùi haït hình caàu:
6
D
D
D)6/(
S
V tñ
2
tñ
3
tñ
- Kích thöôùc trung bình cuûa haït gaïo:
Daøi: L = 6mm
Ñöôøng kính: D = 1.5mm
- Coi haït gaïo laø hình truï
D2L4
DL
D)2/(DL
LD)4/(
S
V
2
2
Neân:
5.162
65.13
2
3
246
DL
DL
D
DL
DLD
tñ
tñ
= 2 (mm)
Vaäy: Dp1 = Dtñ = 2 (mm)
b. Giaûn ñoà Logn theo LogDpn:
Phöông trình ñöôøng thaúng: Logn = (b+1)LogDpn + logK’ (*)
Döïa vaøo giaûn ñoà 2, ñoà thò ñi qua 3 ñieåm
Neân: 𝑏 + 1 = 0,65; log 𝐾′
= −0,32 b= -0,35; K’=0.48
Goïi F laø phaàn khoái löôïng tích luõy treân kích thöôùc Dp
Theo ñònh luaät Bond : Dp2 laø kích thöôùc cuûa haït vaät lieäu sau khi nghieàn sao cho coù
80% khoái löôïng loït qua raây Phaàn khoái löôïng tích luõy F = 20% = 0.2
Töø (*) ta suy ra log(0.2)= 0,65logDp2 – 0,32
23. Thí nghieäm Quaù trình – Thieát bò Nghieàn – Raây - Troän
Trang 23
=> Dp2=0,26 mm
Vaäy Dp2= 0,26 mm
c. Tính coâng suaát nghieàn:
Coâng suaát ñeå nghieàn vaät lieäu (nghieàn khoâ) coù kích thöôùc Dp1 ñeán kích thöôùc Dp2 laø:
P =
3
4
19Wi
2 1
1 1
p pD D
T (KW)
Trong ñoù:
Wi – chæ soá coâng. Theo ñeà baøi, Wi = 13KW.h/taán.
T – naêng suaát nghieàn, taán/ phuùt
Vôùi: T =
t
M
M – khoái löôïng vaät lieäu ñem nghieàn, taán
t – thôøi gian nghieàn, phuùt
Dp1, Dp2 – kích thöôùc cuûa nguyeân lieäu vaø saûn phaåm, mm
Neân: P = 19 × 13 (
1
√0,26
−
1
√2
) ×
200×10−6
26,91
60⁄
×
4
3
= 0,1842 kW = 184,2 W
d. Tính hieäu suaát maùy nghieàn:
Coâng suaát tieâu thuï cho ñoäng cô cuûa maùy nghieàn: P’ = U.I.cos
Trong ñoù:
U – ñieän theá, V
I – cöôøng ñoä doøng ñieän luùc coù taûi cöïc ñaïi, A
cos - heä soá coâng suaát
Neân: P’ = 220 x (4,8 – 3,6) x 0.8 = 211,2(W)
Vaäy hieäu suaát cuûa maùy nghieàn:
H =
184.2
211.2
× 100% = 87,22%
8.2.Tính toaùn thí nghieäm raây:
a. Giaûn ñoà Ji theo soá laàn raây:
Döïa vaøo giaûn ñoà Ñöôøng cong tieäm caän ñeán ñöôøng thaúng Ji = 25,9
Neân: F.a = 25,9
Khối lượng vật liệu lọt qua rây ngay lần đầu tiên: J1=24,6 g
b. Tính hieäu suaát raây: E =
24,6
25,9
× 100% = 94.98%
8.3.Tính toaùn thí nghieäm troän:
Giả sử khối lượng số hạt đậu xanh và đậu nành gần bằng nhau nên thành phần theo số hạt gần
bằng thành phần theo khối lượng.Thaønh phaàn cuûa chaát A vaø B trong hoãn hôïp lyù töôûng
laø:
67.0
5.10.3
0.3
ba
a
CA
CB = 1 – CA = 0.33
Chæ soá troän:
N
1i
2
iAA
BA
s
)CC(.n
)1N(CC
I
24. Thí nghieäm Quaù trình – Thieát bò Nghieàn – Raây - Troän
Trang 24
Trong ñoù:
N – soá theå tích maãu Vi. Trong baøi thí nghieäm naøy thì N = 8.
n – laø soá haït trong tröôøng hôïp troän vaät lieäu rôøi.
9. TAØI LIEÄU THAM KHAÛO :
[1]. Vuõ Baù Minh – Hoaøng Minh Nam, “Quaù trình vaø Thieát bò trong Coâng Ngheä Hoùa
Hoïc – Taäp 2: Cô hoïc vaät lieäu rôøi”, Nhaø xuaát baûn Khoa hoïc kyõ thuaät, Haø Noäi,
1998.