Chương 17 trộn vật liệu rời

CHƯƠNG
17
.
TR
Ộ
N V
Ậ
T LI
Ệ
U R
Ờ
I
1. CƠ SỞ CỦA QUÁ TRÌNH TRỘN
1.1. Mục đích và ứng dụng
Mục đích: Trộn là một quá trình tạo ra hỗn hợp đồng
nhất từ các thành phần chất rắn dưới tác dụng của lực
cơ
học
.
cơ
học
.
Ứng dụng: Quá trình trộn được ứng dụng rộng rãi
trong các lĩnh vực như: làm tăng quá trình phản ứng
hoá học, quá trình truyền nhiệt trong công nghệ sấy,
công nghệ polymer hoá chất dẻo trong hoá chất, thực
phẩm, dược liệu và một số lĩnh vực khác
CHƯƠNG 17. TRỘN VẬT LIỆU RỜI
1.2. Các tính chất của vật liệu
 Sự phân bố cỡ hạt: sự phân bố cỡ hạt quá rộng sẽ ảnh
hưởng đến quá trình trộn

 Khối lượng riêng của vật liệu càng khác biệt nhau càng
khó trộn

Hình
dạng
hạt
càng
khác
biệt
nhau
về
kích
thước
thì
càng

Hình
dạng
hạt
càng
khác
biệt
nhau
về
kích
thước
thì
càng
khó trộn.
 Tính chất bề mặt hạt: hạt có lực tĩnh điện lớn sẽ khó trộn

so với hạt có lực tĩnh điện bé.
 Tính dính: có xu hướng kết dính hạt lại với nhau làm cản
trở quá trình trộn
 Độ ẩm: vật liệu có độ ẩm càng cao thì trộn càng khó đều
CHƯƠNG 17. TRỘN VẬT LIỆU RỜI
1.2. Các tính chất của vật liệu (tt)
 Khối lượng riêng xốp: trong quá trình trộn nếu khối
lượng riêng xốp thay đổi càng lớn thì càng khó trộn
 Ngoài ra, còn một số tính chất khác mà trong quá
trình trộn sẽ làm ảnh hưởng đến quá trình trộn như: độ
dòn,
góc
ma
sát
của
vật
liệu
v
.
v
…
dòn,
góc
ma
sát
của
vật
liệu
v
.

v
…
1.3. Phương pháp trộn và chỉ tiêu đánh giá
Để đánh giá độ đồng đều của hỗn hợp (mức độ trộn)
ta dùng đại lượng “độ sai lệch bình phương trung
bình S”, nghĩa là trong thể tích hỗn hợp thực V
i
có
thành phần chất A là C
iA
, chất B là C
iB
thì độ sai lệch
bình phương trung bình của hỗn hợp thực đó là:
CHƯƠNG 17. TRỘN VẬT LIỆU RỜI
( )
1N
CC
S
N
1i
2
iAA
A
−
−
=
∑
=
và

( )
1N
CC
S
N
1i
2
iBB
B
−
−
=
∑
=
Trong đó:
C
A
,
C
B
:
thành
phần
chất
A
và
chất
B
trong
hỗn

hợp
lý
tưởng
1.3. Phương pháp trộn và chỉ tiêu đánh giá (tt)
C
A
,
C
B
:
thành
phần
chất
A
và
chất
B
trong
hỗn
hợp
lý
tưởng
C
iA
, C
iB
: thành phần chất A và chất B trong hỗn hợp thực
N: số thể tích mẫu V
i
Kết luận

Khi S
A
, S
B
càng nhỏ thì càng gần với hỗn hợp lý tưởng,
nó phụ thuộc vào thời gian trộn, quan hệ đó biểu diễn
trên hình (H17.1)
CHƯƠNG 17. TRỘN VẬT LIỆU RỜI
1.3. Phương pháp trộn và chỉ tiêu đánh giá1.3. Phương pháp trộn và chỉ tiêu đánh giá (tt)
Với σ
e
: độ lệch chuẩn lý thuyết (17 – 4)
n
C.C
BA
e
=σ
CHƯƠNG 17. TRỘN VẬT LIỆU RỜI
1.2. Các tính chất của vật liệu (tt)
Ngoài ra ta có thể dùng một đại lượng khác để đánh giá
mức độ trộn là “chỉ số trộn – I
S
”; (17 – 3)
S
I
e
S
σ
=
Thay

các
biểu
thức
của
công
thức
(
17
–
2
),
(
17
–
4
)
vào
1.3. Phương pháp trộn và chỉ tiêu đánh giá (tt)
Thay
các
biểu
thức
của
công
thức
(
17
–
2
),

(
17
–
4
)
vào
công thức (17 – 3) ta có:
n: số hạt trong một thể
tích của hỗn hợp
(
)
( )
∑
=
−
−
=
N
1i
2
iAA
BA
S
n.CC
1NC.C
I
Kết luận: Khi I
S
càng lớn thì càng gần với hỗn hợp lý
tưởng, nó phụ thuộc vào thời gian trộn

CHƯƠNG 17. TRỘN VẬT LIỆU RỜI
1.4. Thời gian trộn
Hằng số trộn K: phụ thuộc vào độ sai lệch bình phương
trung bình S, tính chất vật liệu trộn và cấu tạo máy trộn
)
,
H
,
d
,
D
,
S
(
f
=
K
ρ
Giá trị K thường xác định bằng thực nghiệm, có thể chọn
như
sau
:
như
sau
:
• Máy trộn thùng quay: K = (200 ÷ 300)
• Máy trộn trục vít: K = (200 ÷ 300) với đường kính trục vít
d
t
= (0,90 ÷ 0,96).D và chiều dài trục vít L = (8 ÷ 10).D

• Máy trộn loại cánh: K = (300 ÷ 400) với đường kính cánh
trộn d = (0,85 ÷ 0,95).D và chiều cao lớp vật liệu trong
thùng trộn H = (0,7 ÷ 0,8).D
CHƯƠNG 17. TRỘN VẬT LIỆU RỜI
2. PHÂN LOẠI VÀ CẤU TẠO MÁY TRỘN
Ngày nay máy trộn vật liệu hạt được chia làm ba nhóm
sau đây:
• Máy trộn thùng quay
• Máy trộn trục vít
•
Máy
trộn
loại
cánh
.
•
Máy
trộn
loại
cánh
.
2. 1. Máy trộn thùng quay
• Hình (H17. 3) giới thiệu các loại thùng quay thường
gặp
• Hình (H17. 4a) là cấu tạo máy trộn thùng hình trụ đáy
bằng
• Hình (H17. 4b) là máy trộn hình trụ đáy nón
CHƯƠNG 17. TRỘN VẬT LIỆU RỜI
2. 1. Máy trộn thùng quay (tt)
CHƯƠNG 17. TRỘN VẬT LIỆU RỜI

2. 1. Máy trộn thùng quay (tt)
CHƯƠNG 17. TRỘN VẬT LIỆU RỜI
2.2. Máy trộn trục vít
CHƯƠNG 17. TRỘN VẬT LIỆU RỜI
2.3. Máy trộn cánh
CHƯƠNG 17. TRỘN VẬT LIỆU RỜI
2.3. Máy trộn cánh (tt)
Hình (H17. 10) mô tả máy trộn thùng quay có cánh đảo,
CHƯƠNG 17. TRỘN VẬT LIỆU RỜI
2.3. Máy trộn cánh (tt)
Hình (H17. 11) mô tả cấu tạo máy trộn băng xoắn