国产色爽视频在线观看

                                              礦用充填料攪拌機研究進展

                                              1   引言 礦產資源的合理開發利用是影響人類社會可持續 發展的重要因素,我**作為**的人口大**,人均陸 地礦產資源量低于**平均水平,居**第80位。 我**礦產資源的戰略儲備已經低于或接近**家經 濟和**防安全的底線,加之地殼淺部礦產資源過渡開 發,對深部礦產資源的開采勢在必行。深部開采**大 問題是要控制好地壓,防止和減少巖爆和巖層冒落等 災害性事故的發生。巖層控制特別是采空區的處理將 成為深井開采的**技術,采用合適的充填料及時回 填采空區,快速有效地控制巖體變形,是**內外公認 的防范災害性深井地壓事故、實現安全開采的重要措 施[1]。在空場采礦法嗣后充填和充填采礦法的充填工 藝中均需礦用充填料攪拌機作為充填料制備設備。 根據礦山所需充填空區的具體情況選擇充填材 料、充填料漿濃度及充填料漿配合比等重要參數后即 可加入充填料進入攪拌機混合,攪拌應達到均勻不分 層、效率高的效果。而礦山充填料漿由于充填材料的 特殊屬性,所涉及的高濃度、高粘度、高密度的固液 混合物體考慮到攪拌槽底部容易發生分層,甚**是沉 槽的發生,一般使用的攪拌機都采用以軸向流為主的 攪拌槳、高強度的轉動軸配以高功率的電動機組裝而 成。這樣的攪拌機雖然能夠達到攪拌效果,并盡可能 的減少沉槽的發生,但是不可避免的是在攪拌的液面 上部產生了較大的沿軸向轉動的漩渦而增大了功耗, 降低了生產效率,并可能打斷充填工藝的連續性,這 嚴重干擾了企業的正常生產,影響了企業的經濟效 益。因此,開發滿足生產需求的高效攪拌機是目前許 多礦山企業迫切的需求,而對新型攪拌機的開發和研 制也會取得很好的經濟效益[2-3]。 2  基本原理 固體與液體在攪拌槽內的混合,其混合效果與攪 拌槳的類型、攪拌釜的尺寸設計、帶動攪拌的電機等 基本參數相關。攪拌的目的是**大程度使混合物充分 擴散,使兩種物質可以混合,并避免產生物質的團 聚。目前從宏觀角度考慮,攪拌機采用的混合狀態的 流況主要有徑向流和軸向流,在非理想的混合狀態 下,兩種流況都存在,只是何種流況占主導的不同導 致了混合效果的側重不同[4]。 從微觀角度考慮,攪拌機的混合主要依靠的是攪 拌槳運動時對混合物產生的物理力學作用,如拉伸力 和剪切力。 從流體力學角度考慮,不同濃度的充填料漿濃度 其力學狀態也各異,濃度75%以上的呈現膏體狀態的 充填料已表現出部分固體特征,濃度75%以下的充填 料漿仍具有明顯的流體特征。凡是流體在流動時都可 以表現出粘度,只是由于流體本身的物理特性,或懸 浮于流體中顆粒的性質不同使粘度各異而已[5]。牛頓 切應力公式表明:在平行的層狀流動條件下,流體切 應力與速度梯度之間成正比關系,即τ=μ(du/dy), 這類流體被稱為牛頓流體。但是,工程實際中還有許 多重要流體并不滿足牛頓切應力公式所描述的規律。 雖然這些流體的切應力τ通??偪杀硎境伤俣忍荻?du/dy的單值函數:τ=f (du/dy),但du與dy的函數 關系卻是非線性的,這類流體統稱為非牛頓流體。 礦山充填料漿屬于非牛頓流體,其**大的特點就 是其黏度與流體自身的運動(或變形)相關,不再是物 性參數;非牛頓流體種類的不同,其切應力與速度梯 度之間表現出復雜的非線性行為[6]。   對于固液混合物體,要達到較好的混合效果,主 要需要的是攪拌槳產生的拉伸力和剪切力,這樣可以 使混合物發生縈亂,產生湍流,使分子擴散,達到均 勻混合,從而也提高混合效率。   對于高濃度、高粘度、高密度的固液混合物體, 由于徑向流和軸向流使用的槳型不同,導致攪拌槳在 攪拌槽內產生的宏觀混合流型不同(如下圖所示)。
                                              對于本文所涉及的高濃度、高粘度、高密度的固
                                              液混合物體考慮到攪拌槽底部容易發生沉槽,一般使
                                              用的攪拌機都采用以軸向流為主的攪拌槳、高強度的
                                              轉動軸配以高功率的電動機組裝而成。這樣的攪拌機
                                              雖然能夠達到攪拌效果,并盡可能的減少沉槽的發
                                              生,但是不可避免的是在攪拌的液面上部產生了較大
                                              的沿軸向轉動的漩渦而增大了功耗。  
                                              基于以上情況,可考慮在槽壁內某一位置安放擋
                                              板,或是采用組合攪拌槳,使其在與軸向流為主導,
                                              在不可避免產生徑向流的狀態下,讓大部分在水平面
                                              上沿軸向運動的徑向流,產生剪切力,發生湍流現
                                              象,使混合物能夠更充分的混合,以達到提高混合效
                                              率的目的。  
                                              3  **內外新型攪拌機的研制現狀  
                                              目前**內外許多公司和研究機構,都致力于新型
                                              高效節能型礦用攪拌機的研究開發。目前**外礦山通
                                              常采用臥式圓盤攪拌機,攪拌器呈多腳形鏟狀分布。
                                              在**外比較有名的是德**K A B A G 公司制造的P G M型
                                              臥式圓盤攪拌機的攪拌器呈星形狀運動,可分一個星
                                              形與兩個星形攪拌器。攪拌器由電機驅動在盤內公
                                              轉,同時還自轉,形成全方位攪拌。根據PGM型臥
                                              式圓盤攪拌機具體型號的不同,生產能力在1 5 ~
                                              120m3 /h之間。Teka公司生產的間斷攪拌機攪拌鏟
                                              呈圓周狀分布,這些精心設計的攪拌機對特定的工藝
                                              要求,達到了**佳的攪拌效果和節能效果[7]。
                                              **內攪拌機的開發起步較晚,約始于20世紀70年
                                              代后期,高濃度攪拌設備主要使用的是立式高濃度強力
                                              攪拌槽,攪拌濃度75%~80%,該設備容積約5.5m3,
                                              葉輪直徑650mm,主軸下部安裝一個上左旋葉輪,
                                              下部安裝一個下右旋葉輪,生產能力60~80m3/h。
                                              對于濃度要求較高的膏體制備攪拌機,主要是北京有
                                              色冶金設計研究總院為金川公司、江西銅業公司、針
                                              對散?;驂K狀固體物料與少量水泥混合而進行開發研
                                              制的ATD系列攪拌機[7]。該系列攪拌機主要為臥式,
                                              槽體中水平布置兩組并列的軸,攪拌槳槳型主要有:
                                              雙軸葉片式、雙軸螺旋式或一段攪拌雙軸葉片式、二
                                              段攪拌雙軸螺旋式三種。    
                                              現階段研制進展主要集中在兩個方面:
                                              (1) 對入料方式的改進。如對傳統的攪拌槽,膠
                                              結物如水泥及物料尾砂如何進入攪拌槽內的方式進行
                                              改進,或利用科技工作者工作經驗積累和實驗測試數
                                              據進行開發,出現了攪拌槽尾砂由槽上部邊緣入料,
                                              水泥由槽中心主軸附近位置處入料?;蚴够旌衔镌谌?/td>
                                              槽之前在管道輸送的過程中進行不均勻地混合運動,
                                              避免攪拌槽由于功率不足、或是槽內力學性能設計缺
                                              陷產生分層。    
                                              (2) 對攪拌槽流場和性能的研究。通過從**外引
                                              進或自編的軟件,對攪拌槽流場進行模擬,研究攪拌
                                              槽的流場特點和動力學特性,為新型攪拌槽的設計和
                                              工業放大提供了有力的參考。目前主要集中在對新型
                                              攪拌漿和攪拌方式的研究。    
                                              攪拌槽內的混合物粒徑大小不一,粒徑較大的尾
                                              砂對攪拌效果影響較大,對尾砂攪拌不均勻,會產生
                                              沉槽或分層。槽內流態主要分為軸向流和徑向流,固
                                              液混合物流態以軸向流為主,槽底部較大的顆粒才可
                                              被提升力提起,在懸浮狀態下循環混合。    
                                              固液混合物流態主要由攪拌槳槳型決定,以軸向
                                              流為主的槳型是礦山充填攪拌機主要使用的攪拌槳。
                                              徑向流攪拌槳雖然在槳葉端能夠產生很強的剪切作
                                              用,易形成湍流擴散,有利于混合,但它同時也容易
                                              把反應釜內介質分成以攪拌器為界的上下兩個循環
                                              區,通常情況下,區間混合時間是區內混合時間的10
                                              倍以上,結果使整個釜內的循環混合變得更加困難。
                                              而軸向流攪拌槳可使流體產生軸向流動,循環能力
                                              強,但剪切能力相對較弱,局部混合效果較差。
                                              因此,為發揮兩種槳型的優勢,避免單一槳型的
                                              不足,出現了組合槳[8]。主要思路是將兩種或者三種
                                              產生不同流態的攪拌槳組合在主軸上,對其攪拌作用
                                              進行有機地結合,形成高效節能的攪拌機。這些槳各
                                              具特色,不同攪拌槳用一個電機同步驅動,攪拌方向
                                              相反,攪拌速度一致,但槳葉切線速度不同。
                                              **內有關組合槳的開發,以北京礦冶研究總院和
                                              長沙有色治金設計研究院的研究工作較為突出。他們
                                              已經研制和實驗出了單軸異槳組合攪拌機、單軸異向
                                              槳組合攪拌機、攪拌主軸橫置并可對充填料漿體實施
                                              強力擊打的直葉式攪拌槳等攪拌機。通過對這些組合
                                              槳的研究,發現組合槳比單一類型的槳具有一定的優
                                              [9]。但是,這些組合槳只是對各個單一槳進行簡單
                                              的組合,沒有考慮如何采取適宜的手段對它們結構和
                                              尺寸進行有機地融合,以**好地發揮它們的組合性
                                              能,這正是**內攪拌器所要努力的方向。
                                              4  新型攪拌機研制展望
                                              (1) 新型攪拌槳的設計。
                                              攪拌槳是攪拌釜內主要設備,決定了攪拌釜內流
                                              體的整體流動形式,以前攪拌槳的主要開發途徑為:
                                              仿船用螺旋槳圖譜設計法、仿制**外新型槳、在實驗
                                              條件下對攪拌進行不斷改進并**終定型。在攪拌槳的
                                              研發過程中,可運用計算流體動力學C F D 軟件和
                                              A N S Y S 軟件幫助和指導設計是發展的趨勢。C F D可
                                              以幫助預測各種攪拌槳型的流場分布、計算攪拌功
                                               
                                              耗、混合速率及混合效率等,減少槳研制過程中不必
                                               
                                              要的實驗。ANSYS軟件可對槳葉、攪拌軸進行強度
                                              和剛度校核。顯然計算機輔助軟件的運用,可以改進
                                               
                                               
                                              和優化攪拌槳的設計,大大提高設計精度、縮短研發
                                              周期、節省實驗經費[10]。
                                              (2) 攪拌釜內的流態性能研究。
                                               
                                               
                                              由于礦用充填料攪拌機,其混合物質主要特性為
                                              高濃度、易沉槽并具有一定粘結性的固液混合物。以
                                               
                                              前往往只是注重于對攪拌器功效性能的研究,如通過
                                               
                                               
                                              測定混合時間、混合物濃度、混合的均勻度、攪拌功
                                              率、每小時出料量等參量來衡量攪拌機的優劣[11]。單
                                              一地從宏觀角度提高攪拌機性能,已無法獲得更大的
                                               
                                              提升攪拌功效性能的空間,而對攪拌**終效果的提
                                              升,并不能以提高某項性能為條件,如更換電機、更
                                               
                                              換槳型、改變攪拌槽尺寸等。近年來研究者發現應該
                                              果時的力學和流場特性對攪拌機進行相應的改進。攪
                                              拌機、混合物均勻混合的**是要弄清對某種混合物
                                              需要什么樣的流場,從而使用什么型式槳型才能以**
                                              少的能耗來獲得所需的流場。近年來,以激光為手段的
                                              測量儀器的發展以利用到流場特性研究**域。激光測速
                                              技術具有高精度、高方向敏感性等特點,在流動測量監
                                              測中得到了廣泛應用和發展,成為研究攪拌流場的強有
                                              力工具。它包括激光多普勒測速儀LDV和粒子成像測速
                                              儀,LDV和PIV作為一種有效的流場測量手段,為研究
                                              者提供了豐富的湍流參數和生動的流場模型[12]。
                                              (3) 攪拌機的結構由簡單化向組合化方向發展。
                                              隨著現代機械設計工業的發展,使得攪拌機有了
                                              進一步的發展空間,攪拌效率得以提高。組合槳型和
                                              新型槳型的出現,可改變或增強流場特性,達到高效
                                              的均勻混合。如采用旋轉時,混合物出槳方向相反的
                                              組合槳,可提高剪切速率,利于混合物分散,還可產
                                              生較強的循環能力。在攪拌槽側壁內安裝擋板,可增
                                              強剪切效果,但擋板安設位置、安設角度、擋板大小
                                              等參數還需在工業設計時等到充分論證,這些過程的
                                              攪拌都可以看作是攪拌槳攪拌效果的完善或補充。針
                                              對不同的工況**內外已研制出許多不同的組合槳,但
                                              這些組合槳基本上都是對現有槳型進行組合和疊加,
                                              而對組合槳的整體結構和整個攪拌槽內組件的優化設
                                              計報道卻較少,這也是**內外對攪拌機的結構的改進
                                              所需研究的一個方向。

                                              国产色爽视频在线观看