Влияние отношения окружных скоростей валков на расход энергии
В табл. 67 приводятся данные о расходе энергии на измельчение крупок на валках с различными отношениями окружных скоростей и рабочих поверхностей валков.
Анализ табл. 67 и рис. 57 дают основание для следующих выводов.
1. При измельчении крупок на фарфоровых и нарезных валках с увеличением К от 1 до 1,24 расход энергии на получение 1 кг муки и на единицу вновь образованной поверхности падает. Аналогичные результаты наблюдаются и при измельчении крупок, полученных из твердой пшеницы.
Расход энергии на деформирование крупок сжатием, значительно выше, чем сдвигом. Дальнейшее увеличение окружных скоростей валков (К≥1,24) вызывает увеличение расхода энергии, особенно на валках фарфоровых и абразивно-шлифованных.
Таким образом, оптимальный показатель расхода энергии обусловлен состоянием и характером рабочих поверхностей валков; в зависимости от этого необходимо устанавливать отношение окружных скоростей последних.
Очевидно, оптимальный показатель расхода энергии на работу валков с поверхностями абразивно-шлифованными (Нск=0,5—0,7 микрона) и обработанными электроискровым способом (Нск=16 микронов) определится при отношении окружных скоростей валков К≥1 и K≤1,24.
2. Оптимальные отношения окружных скоростей валков К, найденные при измельчении крупок (см. табл. 66), не во всех случаях являются оптимальными по удельному расходу энергии (см. табл. 67). Так, при измельчении частиц на валках с нарезными поверхностями и обработанных электроискровым способом наилучшие показатели измельчения (извлечение муки и степень измельчения) достигнуты при K=4,87. Что же касается расхода энергии, то наилучшие показатели получены: для нарезных валков при К=1,24 и для валков, обработанных электроискровым способом, при К≥1 и К≤1,24. При К=4,87 расход энергии на образование единицы поверхности увеличился при измельчении частиц нарезными валками по сравнению с K=1,24 на 16% и валками, обработанными электроискровым способом, примерно на 37%.
Следовательно, нет достаточных оснований для рекомендации таких повышенных отношений окружных скоростей валков. Этим также объясняется причина установления одинаковых на практике отношений окружных скоростей валков при измельчении крупок не больше 1,5.
Однако в случаях измельчения частиц на валках с высоким классом чистоты поверхности применение унифицированного К приводит к нерациональному расходу энергии. Так, при измельчении частиц на валках с абразивно-шлифованными поверхностями с увеличением К от 1,24 до 1,5 расход энергии на образование единицы поверхности увеличивается на 30%.
Проводившимися ранее исследованиями было выявлено, что применение унифицированного отношения окружных скоростей валков нерационально. Материалами настоящих исследований вновь подтверждается необходимость создания приспособления, которое позволило бы устанавливать (в зависимости от технологических задач) оптимальные для каждой системы отношения окружных скоростей валков.
3. Сравнение данных о расходе энергии на единицу вновь образованной поверхности в зависимости от рабочих поверхностей валков показывает, что наименьшее количество энергии требуется при измельчении частиц на нарезных валках, а наибольшее — на валках фарфоровых и с абразиано-шлифованными поверхностями. Среднее положение занимают валки, обработанные электроискровым способом.
Чем объясняются минимальный расход анергии при измельчении крупок нарезными валками и максимальный расход ее на фарфоровых и чугунных валках с абразивно-шлифованными поверхностями?
При изучении механизма деформирования и тонкого измельчения частиц зерна прежде всего необходимо обращать внимание на характеристику и состояние рабочих поверхностей валков. К сожалению, практики и отдельные исследователи не всегда учитывают влияние этого фактора. Между тем важнейшие показатели процесса измельчения, в том числе расход энергии, зависят главным образом от указанного условия,
Работа измельчения складывается из двух частей:
— работы на упругую и пластическую деформации зерна (до его разрушения);
— работы на образование новых поверхностей при разрушении зерна; эта часть работы является полезной, поскольку она связана непосредственно с разделением тела; величина указанной части работы для каждого измельчаемого материала почти постоянна.
Общий расход энергии зависит главным образом от величин упругой и пластической деформаций.
В связи с тем что при измельчении частиц нарезными валками преобладает хрупкое разрушение, а при измельчении крупок на валках с шероховатыми поверхностями — вязкое, сопровождающееся пластической деформацией, общий расход энергии в последнем случае выше.
Необходимо отметить, что общий расход энергии и степень измельчения частиц во многом зависят от. динамической уравновешенности валков. Исследования проф. М. М. Гер нега показали, что при измельчении крупок (вторая размольная система) на валках, динамически, неуравновешенных, степень измельчения продукта резко снижается, что, естественно, приводит к повышению расхода энергии.