影响粉碎效率的因素

Writer： admin Time：2024-07-05 13:41:04 Browse：℃

一、强度

1、理论强度与实际强度

强度是定值吗?

理论强度是指均质不含缺陷的强度。它的大小相当于原子或分子之间的结合力，如图8-17所示。表8-13列出了理想强度和实测强度。实际强度小于理论强度。

                  表8-13  理想强度和实测强度

2 、强度的尺寸效应

体积越小,裂纹就越少，实际强度就越大，粉碎等质量物料所需要的功就越大。例如

有些材料颗粒级配不同,强度也不同。比如,在水泥中掺杂一些大颗粒存在,起着骨图8-18所示。料的填充作用,增加强度。

3、强度的时间效应

荷载速度不同,材料的测试强度就不同。荷载外力时,当荷载速度很快时,材料会有反弹性，“欲速则不达”。裂纹具有成长性,当荷载速度很低时,材料又有延展性，修复了裂纹,实际强度也会增加。

荷载周期频率也与之有影响,如共振破坏

4、强度的温度效应

强度随温度的变化而变化。冷而发脆,热而发粘,都影响强度。

不同材料的强度对温度有不同的反应,要合理运用温度的作用。比如,一些树脂类物质可以先熔化为液态,然后再经喷嘴喷出并冷却,可以得到颗粒状产品。这种方法也叫熔融喷冷破碎法。

5、强度的环境效应

真空、水分、受力方向等都会影响强度的大小。

6、强度与破坏

对破碎而言，物料本身的物化成分和性质起决定因素，特别是强度(强度分抗压、抗折、抗剪和抗冲等)。强度越大，越难破碎，所需能耗也越大。

二、硬度和易碎(磨)性

强度和硬度是针对材料的不同性质而言的。材料的硬度大,但强度不一定大。硬度,般与强度没有直接关系，只用于表征表面磨损。而强度是描述内部的结合能力。硬度主要影响粉磨。硬度越大，越难粉磨。

三、温度

1、温度与内能

温度是表示内能的指标之一。冲撞和研磨增加物质内能,温度升高。随着温度的变化,物体的形态(固态、液态、气态)都会发生转化。所以影响了材料的各种物理、化学特性,包括对强度、硬度等的影响。

2、温度与变形

温度变化引起热胀冷缩，引起热应力的变化，产生裂纹，受热体积膨胀将引起崩解等。

比如，水泥中过量掺入石膏则会使水泥产生缓慢的膨胀，强度下降。

3、温度与静电

温度升高,使细颗粒带有一定的电荷而相互吸引,即所谓“静电效应”，导致小颗粒粘结成团,妨碍粉磨过程的进行,降低粉磨效率。易性系数随温度的升高而降低。温度越高，这种现象越严重，如图8-19 所示。

4、温度与机械性能

一些材料在低温时，脆性增加，适合低温破碎，比如塑料、橡胶等有机材料；但是破碎产品的粒度和形状与常温破坏条件下有所区别。

四、细度

细度是指颗粒粒度的大小程度，以筛余表示细度：细度+筛余=1(或100，或100%)。

单个粒子直径越大,强度越大，则需做功就越大，破坏载荷也越大。但是单个粒子声径变化与单位质量粉碎需用功的变化的关系却呈负相关。当颗粒很小以至出现“粉垫时，将直接导致粉碎速度的急剧下降。粉磨产品的细度越细，磨机的产量就越低。减小物料初始粒度，可提高粉磨产量，也降低了单位产品的电耗。

五、湿度(水分)

物料水分增多,湿含量增大,容易使细颗粒物料形成“物料垫”,使粉磨效率显著降低。

六、通风

通风的作用是：减少水蒸气降低湿度或水分;降低温度,改善物料易性，带走含尘气体，减少细粉的缓冲垫，改善粉磨条件,提高粉磨效率。

七、施加荷载速度

1.施加荷载速度与共振破坏

共振有利于能量的积蓄。所以，选择固有周期进行破碎,可提高破碎效率。虽然固有周期随粒度的变化而变化，但是增加载荷速度与粒度大小无关。

2.实验

八坞等人用直径 2cm 球做了一个压力破坏实验，研究加载速度对强度、单位质量破碎能以及破碎表面能的关系,如图8-20所示。图中表明,加载速度在10⁷~10⁹N/s范围时，发生了一个波动或“转折”，该加荷周期和试件固有周期相近。

3.粉碎速度优化论

能量输人速度较慢时，达不到破坏载荷，但能量蓄积也将影响破碎效果；能量输入速度较快时,虽然能达到破坏载荷,但能耗也在快速增加。对某材料的粉碎，存在一个最佳效率的破碎速度。

也有研究者结合设备，做过关于粉碎速度的数式化的理论,建立和选择破碎函数，但一般很难具有普适性。即使是同种物质，粒度不同，效率也不同。

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