Modeling a flow pattern of the granular fill in the cross section of a rotating chamber

2019

Self Cite

Оцінено вплив величини ступеня заповнення камери завантаженням на ефективність автоколивного процесу подрібнення в барабанному млині. За допомогою наближеного аналітико-експериментального методу встановлено динамічний ефект підвищення автоколивної ударної дії молольного завантаження на подрібнюваний матеріал порівняно із традиційним усталеним режимом руху. Виявлено суттєве зростання середніх сум вертикальних складових автоколивних ударних імпульсів та середніх сум потужностей таких складових зі зменшенням заповнення камери. Прояв ефекту зумовлено збільшенням розмаху автоколивань при зменшенні заповнення. Виявлено зростання максимальних значень імпульсів приблизно у 2,4 рази при ступені заповнення κ = 0,45, у 3,1 рази при κ = 0,35 та у 5,8 рази при κ = 0,25. Встановлено зростання максимальних значень потужностей імпульсів у 5,7 рази при κ = 0,45, у 9,6 рази при κ = 0,35 та у 45,5 рази при κ = 0,25. Експериментально встановлено технологічний ефект суттєвого спадання питомої енергоємності та зростання продуктивності інноваційного автоколивного процесу подрібнення, порівняно із характеристиками традиційного усталеного процесу, зі зменшенням заповнення камери. Було розглянуто процес помелу цементного клінкера при повному заповненні частинками подрібнюваного матеріалу проміжків між кульовими молольними тілами із відносним розміром 0,026. Встановлено, що під час самозбудження автоколивань енергоємність подрібнення спадає, а продуктивність зростає. Виявлено зниження відносної питомої енергоємності на 27 % при κ = 0,45, на 42 % при κ = 0,35 та на 55 % при κ = 0,25. Встановлено підвищення відносної продуктивності на 7 % при κ = 0,45, на 30 % при κ = 0,35 та на 46 % при κ = 0,25. Встановлені в роботі ефекти дозволяють прогнозувати раціональні параметри автоколивного процесу подрібнення в барабанному млині при варіації ступеня заповнення камери Ключові слова: барабанний млин, ступінь заповнення камери, автоколивання завантаження, питома енергоємність подрібнення

Section: Results Obtained In Determining the Effect Of The Chamber Fimentioning

confidence: 98%

“…Parameters of motion of the shear fill layer were established in [4]. Patterns of steady-state fill flow in the chamber cross section were modeled in [5] by an analytical and experimental method. However, the problems of determining the self-oscillating flow of the chamber fill remain unresolved.…”

Section: Literature Review and Problem Statementmentioning

confidence: 99%

Establishing the effect of a decrease in power intensity of self-oscillating grinding in a tumbling mill with a reduction in an intrachamber fill

2019

Self Cite

“…Characteristics of the motion of the shear load layer were established in [4]. The analytical-experimental method of modeling patterns of the steady-state behavior of fill flows in the rotary chamber cross-section was developed in [5]. However, the problems of determining unstable transient behavior of the self-oscillatory flow of intra-chamber fill were not solved.…”

Section: Literature Review and Problem Statementmentioning

confidence: 99%

Establishing the effect of decreased power intensity of self-oscillatory grinding in a tumbling mill when the crushed material content in the intra-chamber fill is reduced

2020

Self Cite

The influence of the content of crushed material in the intra-chamber grinding fill on the efficiency of the self-oscillatory grinding process in the tumbling mill was assessed. A dynamic effect of a significant decrease in self-oscillatory action of the two-fraction fill of the rotary chamber with an increase in the content of fine fraction was revealed by the method of visual analysis of motion patterns. A decrease in values of the following inertial fill parameters was established: maximum dilatancy υ max , the relative amplitude of self-oscillations ψ Rυ and a maximum share of the active part κ fam max with an increase in the degree of filling the gaps between particles of the coarse fraction κ mbgr. A decrease in the generalized complex degree of dynamic activation K a was also established. The effect is due to the strengthening of the cohesive properties of the incoherent coarse fraction under the influence of the fine fraction. There was a decrease in by 29 % for υ max, by 7 % for ψ Rυ , 2.9 times for κ fam max and 4.2 times for K a with an increase in κ mbgr from 0 to 1 at the degree of filling the chamber with the fill κ br = 0.45. Technological effect of a significant decrease in specific energy intensity and an increase in productivity of the innovative self-oscillatory grinding process in comparison with characteristics of the conventional steady-state process at a decrease in the content of crushed material in the fill was established. A process of milling cement clinker with grinding bo dies at relative size of 0.026 and κ br = 0.45 was considered. A decrease in specific energy intensity by 27 % at κ mbgr = 1, by 38 % at κ mbgr = 0.5625 and by 44 % at κ mbgr = 0 was found. An increase in relative productivity by 7 % at κ mbgr = 1, by 26 % at κ mbgr = 0.5625 and by 39 % at κ mbgr = 0.125 was established. The established effects will make it possible to forecast rational parameters of the self-oscillatory grinding process in a tumbling mill at the variation of the content of the crushed material in the fill Keywords: tumbling mill, content of crushed material in intra-chamber fill, self-oscillations, energy intensity of grinding

“…Parameters for the flow of a sliding layer of the fill were established in [4]. Study [5] described, based on an analytical and experimental method of research, the patterns in the fill flow in the cross section of the drum. However, the results obtained refer only to the stable steady modes of medium flow.…”

Section: Literature Review and Problem Statementmentioning

confidence: 99%

“…We shall further consider the vertical component of the impact action of particles at the surface of transition between zones of the filling's motion for N (ν = 1.2,…,N) grinding particles over an arbitrary time span Δt. Then, according to (5) and (6), expressions for the sum of vertical components of the impact pulses and the sum of work of the vertical components of impact forces over Δt take the following form:…”

Section: Analytical Modeling Of Impact Action Of the Milling Fill On mentioning

confidence: 99%

Revealing the effect of decreased energy intensity of grinding in a tumbling mill during self-excitation of auto-oscillations of the intrachamber fill

2019

Розглянуто можливість здійснення порівняльного оцінювання ефективності процесу подрібнення в барабанному млині при традиційному усталеному та самозбудженому автоколивному режимах руху внутрішньокамерного завантаження. Побудовано математичну модель параметрів ударної дії молольного завантаження на подрібнюваний матеріал. Застосовано аналітико-експериментальний метод візуального аналізу картин течії у поперечному перерізі обертової камери. Чисельно за допомогою наближених процедур встановлено динамічний ефект зростання середніх сум вертикальних складових ударних імпульсів та середніх сум потужностей таких складових при самозбудженні автоколивань. Експериментально встановлено технологічний ефект суттєвого зниження енергоємності та деякого зростання продуктивності виявленого автоколивного процесу подрібнення порівняно із характеристиками традиційного усталеного процесу. Для цього було використано ситовий аналіз продукту подрібнення та вимірювання оборотності руху завантаження і потужності приводу обертання барабана. Як приклад, було розглянуто процес подрібнення цементного клінкера при ступені заповнення камери завантаженням 0,45, відносному розмірі кульових молольних елементів 0,026 та повному заповненні подрібнюваним матеріалом проміжків між молольними тілами. Встановлено, що при самозбудженні автоколивань енергоємність подрібнення знижується на 27,2 %, а продуктивність зростає на 6,7 %. Встановлені в роботі ефекти дозволяють прогнозувати раціональні параметри автоколивного процесу подрібнення в барабанному млиніКлючові слова: барабанний млин, внутрішньокамерне завантаження, ударна дія, самозбудження автоколивань, енергоємність подрібнення UDC 621.926.5:539.215:531.36