粉体分级

• 图中圆形表示分级叶轮的截面，气流以虚 线表示，P交于叶轮表面上的某一点。叶轮 平均半径为r，颗粒粒径为d，密度为δ。颗 粒在P点上受两个相反力的作用，即由叶轮 旋转而产生的离心惯性力F和气流阻力R。 这两个力可以分别用下列方程表示:
F

6
d ( )
3

2 t
r
R 3d r
?该机的分级原理及工作过程是被分级的粉料在气流的携带下通过进料管8从下向上进入分级腔在上升过程中粉料受到二次风的风筛作用使粗粉中夹杂的细粉被分离使细粉继续随气流上升在分配锥处由于分配锥高速旋转上升的粉料被分散并均匀分配向四周运动
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ一、涡轮式气流分级机的分级原理及分级粒径
下图所示为转子（涡轮）式气流分级机分级原理 示意图。
r r 1 18 dT t
式中 dT——分级粒径（m）； r ——分级轮平均半径（m）； δ ——物料密度（kg/m3）； ρ——气流密度（kg/m3）； vt ——叶轮平均圆周速度（m/s）； vr ——气流速度（m/s）； η——空气粘度（Pa· s）.
• 上式仅适用于球形颗粒，对于非球形颗粒 需引入形状修整系数后得:
• 二、MS叶轮式分级机 • MS叶轮式分级机是由日本细川公司研制 生产的标准形分级机。该机由旋转轴、分 级叶轮、气流分配锥体、环行体、壳体、 人风口、进料口、细料排出口及粗料排出 口等部分组成。其结构如图所示。
• 该机的分级原理及工作过程是，被分级的粉料在 气流的携带下，通过进料管8从下向上进入分级腔， 在上升过程中，粉料受到二次风的“风筛”作用， 使粗粉中夹杂的细粉被分离，使细粉继续随气流 上升，在分配锥处，由于分配锥高速旋转，上升 的粉料被分散并均匀分配向四周运动。当粉料到 达叶轮分级区时，由于叶轮高速旋转产生——强 大的离心力场，此时粉料既受到向上气流和分级 机后部抽风机所产生的向心力作用，同时又受到 叶轮旋转所产生的离心力的作用。此时，粗颗粒 因受到的离心力大于向心力的作用，则就会被甩 向筒壁且沿捅壁向下运动，经粗粒出口排出。而 细粒则因受到的向心力大于离心力，则从叶轮缝 隙中随气流经细粒出口排出，并经后工序的收集 器收集。
• 当颗粒所受离心惯性力大于阻力，即F＞R 时，颗粒沿叶轮方向飞向器壁，然后由分 级机底部排出机外，成为粗粒级产品；当 离心惯性力小于阻力，即F＜R时，颗粒随 中心气流从排出管排出；当颗粒所受到的 力F＝R时，理论上颗粒将绕半径为r的分级 圆轨道连续不停地旋转。此时，颗粒的直 径称为分级粒径。由此得
dT
PS
t
18 r r
60 t • 将叶轮转速 n （r/min）代入上式得 2r
r 9.55 18 dT n r ( )
• 由上式可知，要获得较细的分级产品，关 键是要降低分级粒径。上式指出，提高叶 轮转速n，增大分级叶轮直径2r，提高被分 级物料密度，减小气流速度vr，减小气流的 粘度和密度等，可使分级粒径dT降低。此 时可获得较细的产品。然而，对于某一型 号的分级设备及物料与介质而言，其上述 参数往往是固定的。此时的分级粒径就是 该设备对这种物料的分级极限。即该设备 所获得的分级产品的粒径下限最低值，就 是此条件下的分级粒径dT。从理论上讲， 要想获得比粒径下限更低的产品是不可能 的。
• 当粉体中某—粒径颗粒所受到的气流的向心力和 转子作用的离心力达到平衡时，该颗粒有50%的 可能性进入转子的叶轮缝隙而排出，这就是理论 上的临界分级点。分级粒径的大小，即最终获得 细粉粒径的大小取决于临界分级点的设计。 • 影响临界分级点大小的主要因素有：分级叶轮的 直径、转速、上升气流的速度及抽风机的吸力， 以及被分级产品的比重和分散件等。研究及生产 实践证明，当机型及分级物料一定时，起决定性 作用的是分级叶轮的转速。转速越高，分级粒径 越小，因而获得的产品更细。但随之带来了分级 机的生产能力下降，为此必须增大叶轮的直径以 弥补产量的下降。据报导，目前国外分级机的最 高转速已超过10000r/min。
• 三、涡流式分级机 • 涡流式分级机也是德国A1pine公司生产的一种 分级机。该机的分级室是由两块高速旋转的平板 构成，平板之间装有导向叶片。该结构使分级室 内空气旋流流速的平均值与壁的旋转速度近似相 等，通过调节叶片的角度就可改变空气旋转流环 半径的大小，因而可改变分级粒径的大小。该机 的结构如图所示。 • 涡流式分级机有许多改进型，如MPS型、MPSHD型等。这类分级机根据被分级物料性质不同， 其分级粒度可达2~100μm。