Научные основы совершенствования процесса измельчения зерна

45 
гранулометрического состава измельчаемых материалов. К этому 
направлению 
относятся 
материалы 
A.Н.Колмогорова, 
П.Розина, 
Е.Раммлера, С.Д.Хусид, Р.Шумана, С.Е.Андреева, Ж.Мартина, А.Гаудина, 
И.Свенсона, В.В.Товарова, Д.Басса, К.Седлачека, Л.Аустина, Л.А. Глебова 
и многих других. 
К третьему направлению можно отнести исследования в области 
конструктивного оформления мельниц. Данному направлению посвящены 
работы В.И.Акунова, В.П.Романдина, Н.М.Смирнова, Г.Розе, Д.Беренса, 
Е.Спандиярова, 
В.Н.Блиничева, 
В.Е.Мизонова, 
В.С.Севостьянова, 
В.П.Барабашкина, Д.Т. Жайлаубаева и других. 
В работах, относящихся к четвертому направлению, представлены 
исследования физико-механических и физико-химических явлений, 
происходящих при механическом воздействии (растирание, раздавливание, 
измельчение) на исследуемый объект. Представителями этого направления 
являются: Вильям Освальд, Ж.Таманн, П.Вонетич, И.Хейнике, Болдырев, 
Аваккумов, И.А.Хинт, Г.С.Ходаков, Е. Спандиярова и многие другие. 
Первые попытки по выявлению взаимосвязи между дисперсностью 
измельчаемых тел и затратами энергии на процесс измельчения были 
предприняты 
в 
конце 
прошлого 
столетия 
П. 
Ритинггером, 
В.А.Кирпичевым, Ф.Киком и Ф.Бондом. Каждый из них обосновал свою 
теорию, подробно описанную во многих работах. Впоследствии эти три 
закона были объединены Р.Чарльзом и А.К.Рунквистом и описаны одним 
уравнением. 
Нет сомнения, что в следующем столетии научно-технического 
прогресса вполне возможно создание большого числа теорий измельчения. 
С этой целью многие исследователи изучали измельчение образцов 
различных материалов. Основой этих опытов явились первые работы
А.Гриффитса, который применил разработанные С.Инглизом методы 
математического анализа напряжений. 
В результате решения дифференциальных уравнений для 
напряжений деформации С.Инглиз показал, что наличие дефектов в 
находящемся в напряженном состоянии теле может вызвать концентрацию 
напряжений. Таким образом, предполагается, что начало трещин 
обусловлено дефектами частиц. 
Теория дефектов А.Гриффитса безусловно верна лишь в случае, 
когда рассматривается развитие процесса раскалывания малых дефектов. 
Однако, математический анализ является неполным, поскольку при 
составлении энергетического баланса не учитывалась, например, 
кинетическая 
энергия 
волн 
напряжения, 
распространяющихся 
одновременно с раскалыванием, пластической деформацией материала и 
многое другое. Со времени появления работ А.Гриффитса был предпринят 
ряд исследований изменения внутренних напряжений и энергетических 
условий распространения трещин. 
Из этих работ видно, что при наличии трещин, рассматриваемых 
А.Гриффитсом, разрушение материала наступает при напряжениях в 100 и 

46 
даже в 1000 раз меньше, чем при максимальных, определяемых 
теоретически. 
Перечисленные выше законы измельчения преследуют цель - 
установить связь между затратами энергии на процесс измельчения и 
средней степени измельчения материала. Однако, главной задачей этого 
направления является определение, на какие процессы при разрушении 
затрачивается механическая энергия. 
Согласно закона П.А.Ребиндера, подведенная к телу энергия 
затрачивается на образование новой поверхности и на деформацию 
измельчаемого материала. 
В.В.Кафаров 
с 
сотрудниками 
предложил 
выделить 
три 
составляющие затрат подведенной к измельчаемому телу энергии. Первая 
составляющая связана с чисто процессом измельчения. Вторая 
составляющая затрачивается на сопутствующие процессы и третья 
составляющая, не связанная с процессом измельчения. 
Г.С.Ходаков считает, что при тонком измельчении энергия 
затрачивается (кроме упругой энергии) на образование новой поверхности 
и пластическую деформацию. При этом работа разрушения частицы (Δ
А
р
) 
может быть записана в следующем виде: 
Δ
А
p
 = b, i, x
3
+
[
a
(
β · l+σ
)]
x
2
,
(35) 
где 
i
- степень измельчения; 
β
- средняя объемная плотность энергии, 
затраченной на пластические деформации; 
х
- размер частиц; 
a, b
– постоянные; 
σ
– предел прочности частиц. 
При грубом измельчении величины энергий пластического 
деформирования и поверхностной энергии малы по сравнению с 
величиной упругой деформации, и поэтому ими можно пренебречь. 
Разрушающие силы, возникающие в большинстве промышленных 
машин для измельчения, в значительной мере являются комплексными и 
сочетают в себе ударные воздействия, давление, а также трение и сдвиг, 
вследствие чего они не поддаются четкому математическому анализу. 
В практических условиях измельчения частиц неправильной формы 
при современном уровне знания самого процесса разрушения 
представляется 
совершенно 
невозможным 
заранее 
предсказать 
количественный и качественный состав продуктов измельчения. Из этого 
следует, что необходимо заниматься статистическим исследованием этой 
проблемы. 
Немаловажным направлением в развитии теории процесса 
измельчения является описание и прогнозирование гранулометрического 
состава материала. 
Это 
направление, 
связанное 
с 
изучением 
и 
описанием 
гранулометрического состава измельчаемых реальных материалов, 
является в практическом отношении наиболее интересным, т.к. в этих 

47 
работах представлены формулы, отвечающие результатам конкретных 
экспериментов. 

жүктеу 5,31 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: