|
Подобный прием позволяет оценивать однородность смеси параметрами распределения одной случайной величины — содержанием ключевого компонента в пробах смеси. В качестве ключевого компонента обычно выбирают такой компонент, который либо легко анализировать, либо распределение его в смеси особенно важно по техническим требованиям [28, 33, 39, 42]. В качестве критерия оценки качества смешивания наиболее часто используют коэффициент вариации (неоднородности) Vc, который определяется по формуле: 100 Е(С,-С„)2 К = п-\ где Сср среднее арифметическое значение концентрации ключевого компонента во всех п пробах смеси, %; С; концентрация ключевого компонента в i-й пробе, %, п — количество проб. Сухая смесь высокого качества оценивается значениями Vc = 0,5^4 %; среднего качества Vc = 4-40 %; низкого качества Vc > 10 %. Однако подобное деление следует считать условным, так как качество смеси, ее необходимая однородность определяется техническими условиями на готовую смесь. В исследовательской практике коэффициент неоднородности определяют путем предварительного отбора и последующего анализа большого количества проб. Для оценки качества смеси, получаемых в смесительных аппаратах периодического действия, используют в основном два метода отбора проб: • метод квартования; • метод точечного отбора. Чаще всего для изучения кинетики смешивания в барабанных смесителях периодического действия рекомендуется использовать метод точечного отбора проб. Он заключается в отборе проб специальным пробоотборником из разных зон внутреннего объема смеси после остановки 42 |
поддерживать каскадный режим движения материала в корпусе. При этом режиме частицы материала, находящиеся в глубине слоя, движутся по круговым траекториям вплоть до выхода на поверхность в верхней части ската, образованного свободной поверхностью слоя смешиваемого материала. После выхода частиц на поверхность слоя они откатываются по склону. Вся верхняя часть ската представляет собой слой небольшой толщины, состоящий из хаотически движущихся вниз частиц. Именно в этом тонком слое и происходит в основном процесс смешивания частиц [42,51]. Преимуществами барабанных смесителей по отношению к другим являются: простота конструкции и надежность в эксплуатации, возможность смешивания материалов без разрушения частиц, широкий диапазон рабочих объемов. Кроме того, перемешивание материала по сложной траектории под действием сил тяжести и заданного разнонаправленного вращения сводит к минимуму негативное действие центробежных сил. Помимо этого, данный способ перемешивания не ведет к образованию «мертвых зон» и разогреву продукта, как в случае со смесителями, оборудованными мешалками [28,95]. В процессе смешивания в рабочем объеме смесителя происходит взаимное перемещение частиц разных компонентов смеси. В результате перемещений возможно бесконечное разнообразие расположения частиц в рабочем объеме смесителя. В этих условиях соотношение компонентов в микрообъемах смеси величина случайная, поэтому большая часть известных методов оценки качества смеси основана на методах статистического анализа. Для упрощения расчетов все смеси условно считают двухкомпонентными, состоящими из так называемого ключевого компонента и условного, включающего все остальные компоненты смесей. Подобный прием позволяет оценивать однородность смеси параметрами распределения одной случайной величины содержанием ключевого компонента в пробах смеси. В качестве ключевого компонента обычно выбирают такой компонент, который либо легко анализировать, либо 36 распределение его в смеси особенно важно по техническим требованиям [23,38,67,69,77]. В качестве критерия оценки качества смешивания наиболее часто используют коэффициент вариации (неоднородности) Vc, который определяется по формуле: 100 £(с, -г,)2 К = п-\ где Сср среднее арифметическое значение концентрации ключевого компонента во всех п пробах смеси, %; С; концентрация ключевого компонента в i-й пробе, %, п количество проб. Сухая смесь высокого качества оценивается значениями Vc = 0,5-М %; среднего качества Vc = 4М0 %; низкого качества Vc > 10 %. Однако подобное деление следует считать условным, так как качество смеси, ее необходимая однородность определяется техническими условиями на готовую смесь. В исследовательской практике коэффициент неоднородности определяют путем предварительного отбора и последующего анализа большого количества проб. Для оценки качества смеси, получаемых в смесительных аппаратах периодического действия, используют в основном два метода отбора проб: • метод квартования; • метод точечного отбора. Чаще всего для изучения кинетики смешивания в барабанных смесителях периодического действия рекомендуется использовать метод точечного отбора проб. Он заключается в отборе проб специальным пробоотборником из разных зон внутреннего объема смеси после остановки смесителя. Отобранные пробы подвергаются количественному анализу на содержание в них ключевого компонента [23,38,57,90]. Очень часто при получении многокомпонентной смеси наиболее сложной проблемой является равномерное распределение небольшого 37 ГОСТ 30726-01, ГОСТ 28805-90 в аккредитованном испытательном лабораторном центре «Биотест». Методика отбора проб из смесительной камеры смесителя «Турбула» С-2.0. Суть методики состоит в следующем: при загрузке компонентов в смесительную камеру смесителя отбор проб осуществлялся пробоотборником в 6-ти точках, расположенных на равных расстояниях друг от друга и равномерно распределенных по геометрическому объему смесителя для каждого времени смешения, после полной остановки барабана. Минимально допустимую массу пробы допускается оценивать по формуле: С0*Р где d3 диаметр частиц, составляющих смесь, м; р насыпная масса исследуемого материала, кг/м3; рт плотность материала, кг/м3; Со теоретическое число частиц ключевого компонента. Таким образом, допустимый диапазон масса пробы находится в интервале значений 1-1,5 грамм. Методика определения коэффициента неоднородности смеси (У£). Качество смеси оценивали с помощью коэффициента неоднородности (Vc) по формуле: Х^~СеРУ У, = 100 С„„ п-1 где Сср среднее арифметическое значение концентрации ключевого компонента во всех п пробах смеси, %; С; концентрация ключевого компонента в i-й пробе, %, п — количество проб. Для оценки коэффициента неоднородности необходимо установить концентрацию ключевого компонента в пробе. В качестве ключевого 48 |