МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Тольяттинский государственный университет»
Институт химии и энергетики

(наименование института полностью)

Химическая технология и ресурсосбережение

(Наименование учебного структурного подразделения)

18.03.02 Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии

(код и наименование направления подготовки / специальности)

Рациональное природопользование, рециклинг и утилизация отходов

(направленность (профиль) / специализация)

Практическое задание № 1
по учебному курсу «Технологии переработки и утилизации отходов 1»

^{(наименование учебного курса)}
Вариант 12 (при наличии)

Обучающейся	Мартыновой Софии Александровны
	(И.О. Фамилия)
Группа	ЭРТбд-1901а
Преподаватель	Кравцова Марианна Викторовна
	(И.О. Фамилия)

---

Тольятти 2023

Практическое задание № 1

«Исследование процесса дробления полимерных материалов

расчетным методом»

Цель работы: изучить процессы дробления на примере измельчения полимерного отхода.

Алгоритм выполнения задания:

1. Изучить существующие конструкции оборудования, применяемые при измельчении материалов, а так же проанализировать принципы и стадии процесса измельчения;

2. Изучить методические указания;

3. Произвести расчеты параметров оборудования;

4. Ответить на контрольные вопросы.

Задача 1. Определить частоту и скорость вращения валков валковой дробилки для измельчения полимерных отходов, если диаметр валков D м, объемная масса измельчаемого материала ρ кг/м³, коэффициент трения его о валок φ и размер зерен материала d_н мм. Исходные данные для задачи 1 представлены в таблице 1.2.

Таблица 1.2 – Исходные данные для задачи 1

№ вар.	D,м	ρ, кг/м3	φ	dн, мм
12,27	0,42	1050	0,28	4,8

Решение:

Первоначально, необходимо преобразовать значение толщины слоя материала в метры: dн = 4,8 мм = 0,0048 м

Рассчитаем объем материала: V = π * (D/2)² * h = π * (0,42/2)² * 0,0048 ≈ 0,000978 м³

Затем рассчитаем массу материала: m = V * ρ = 0,000978 * 1050 ≈ 1,0277 кг

Далее рассчитаем силу трения: F = φ * m * g = 0,28 * 1,0277 * 9,8 ≈ 2,699 Н

Вычислим момент силы трения: M = F * (D/2) = 2,699 * (0,42/2) ≈ 0,567 Нм

Рассчитаем момент инерции валков: I = (1/2) * m * (D/2)² = (1/2) * 1,0277 * (0,42/2)² ≈ 0,0217 кг·м²

Теперь можем определить частоту вращения валков: n = √(M / I) = √(0,567 / 0,0217) ≈ 6,747 об/с

Наконец, рассчитаем скорость вращения валков: v = n * 2 * π * (D/2) = 6,747 * 2 * 3,14159 * (0,42/2) ≈ 8,950 м/с

Итак, для измельчения полимерных отходов с предоставленными параметрами диаметра валков (D = 0,42 м), объемной массы материала (ρ = 1050 кг/м³), коэффициента трения (φ = 0,28) и размера зерен материала (dн = 4,8 мм), определены следующие значения:

• 
  Частота вращения валков (n) ≈ 6,747 об/с
  
• 
  Скорость вращения валков (v) ≈ 8,950 м/с
  

---

Задача 2. Определить производительность валковой дробилки полимерных отходов, если окружная скорость вращения валков w м/с, частота вращения n об/мин, ширина зазора между валками b мм, длина валков l м, объемная масса измельченного материала ρ кг/м³. Исходные данные для задачи 2 представлены в таблице 1.3.

Таблица 1.3 – Исходные данные для задачи 2

№ вар.	w, м/с	n, об/мин		b, мм	l, м		ρ, кг/м3		№ вар.	w, м/с	n, об/мин		b, мм	l, м		ρ, кг/м3
12	7,5		205	30		0,7		610	27	7,0		223	35		0,66		900

Решение:

Для определения производительности валковой дробилки полимерных отходов, можно использовать следующую формулу:

Производительность (Q) = w * b * l * ρ * 60, где w - окружная скорость вращения валков (в метрах в секунду), b - ширина зазора между валками (в миллиметрах), l - длина валков (в метрах), ρ - объемная масса измельченного материала (в килограммах на кубический метр).

Подставим значения из предоставленной таблицы: Вариант №1: w = 7,5 м/с n = 205 об/мин b = 30 мм l = 0,7 м ρ = 610 кг/м³

Вариант №2: w = 7,0 м/с n = 223 об/мин b = 35 мм l = 0,66 м ρ = 900 кг/м³

Рассчитаем производительность для каждого варианта:

Для варианта №1: Q1 = 7,5 * 0,03 * 0,7 * 610 * 60 ≈ 5895 кг/час

Для варианта №2: Q2 = 7,0 * 0,035 * 0,66 * 900 * 60 ≈ 9816 кг/час

Таким образом, производительность валковой дробилки для полимерных отходов составляет приблизительно 5895 кг/час для варианта №1 и 9816 кг/час для варианта №2.
Задача 3. Имеется молотковая дробилка марки СМ-18 для измельчения полимерных отходов. Диаметр ее ротора D мм, длина L мм, ширина отверстий колосниковой решетки z мм, число оборотов ротора n об/мин. Мощность электродвигателя дробилки Nт кВт. Проверить, пригодна ли эта дробилка для измельчения Qт т/ч отходов средней твердости, крупность кусков которого d_н мм. Диаметр кусков дробленого отхода должен составлять d

---

_к мм. Исходные данные для задачи 3 представлены в таблице 1.4.

Таблица 1.4 – Исходные данные для задачи 3

№ вар.	D, мм	L, мм	z, мм	n, об/мин	Nт, кВт	dн, мм	dк, мм	Qт, т/ч
12	705	352	15	890	18	140	14	23

Решение:

Для проверки пригодности молотковой дробилки марки СМ-18 для измельчения отходов с заданными параметрами, необходимо выполнить несколько расчетов.

1. 
   Расчет окружной скорости ротора: Окружная скорость (v) = (π * D * n) / (60 * 1000), где D - диаметр ротора (в миллиметрах), n - число оборотов ротора (в оборотах в минуту).
   
2. 
   Расчет объема материала, подлежащего дроблению: Объем материала (V) = Qт / (ρ * 1000), где Qт - требуемая производительность для дробления отходов (в тоннах в час), ρ - плотность материала (в килограммах на кубический метр).
   
3. 
   Расчет объема материала, проходящего через отверстия колосниковой решетки: Объем материала (Vк) = (π * dн² * z * v) / (4 * 1000), где dн - диаметр кусков дробленого отхода (в миллиметрах), z - ширина отверстий колосниковой решетки (в миллиметрах), v - окружная скорость ротора (в метрах в секунду).
   
4. 
   Проверка пригодности дробилки: Если Vк >= V, то дробилка пригодна для измельчения заданных отходов.
   

Подставим значения из предоставленной таблицы: D = 705 мм L = 352 мм z = 15 мм n = 890 об/мин Nт = 18 кВт dн = 14 мм dк = 23 мм Qт = 140 т/ч

Выполним расчеты:

1. 
   Расчет окружной скорости ротора: v = (π * D * n) / (60 * 1000) = (3.14159 * 705 * 890) / (60 * 1000) ≈ 36.980 м/с
   
2. 
   Расчет объема материала, подлежащего дроблению: V = Qт / (ρ * 1000) = 140 / (1000 * 1000) = 0.00014 м³
   
3. 
   Расчет объема материала, проходящего через отверстия колосниковой решетки: Vк = (π * dн² * z * v) / (4 * 1000) = (3.14159 * 14² * 15 * 36.980) / (4 * 1000) ≈ 19.867 м³
   
4. 
   Проверка пригодности дробилки: Если Vк >= V, то дробилка пригодна для измельчения заданных отходов. В данном случае, Vк < V (19.867 м³ < 0.00014 м³), поэтому молотковая дробилка марки СМ-18 не подходит для измельчения отходов с заданными параметрами.
   

Таким образом, молотковая дробилка марки СМ-18 не пригодна для измельчения отходов с требуемыми параметрами (dн = 14 мм, dк = 23 мм, Qт = 140 т/ч).

---

Задача 4. Определить производительность и мощность молотковой дробилки, которая используется для измельчения полимерных отходов, если диаметр ее ротора D м, длина L м, частота вращения ротора n об/мин, степень измельчения i. Исходные данные для задачи 4 представлены в таблице 1.5.

Таблица 1.5 – Исходные данные для задачи 4

№ вар.	D,м	L, м	n, об/мин	i	№ вар.	D,м	L, м	n, об/мин	i
12	1,2	0,8	850	6	27	1,1	0,7	760	6

Решение:

Для определения производительности и мощности молотковой дробилки для измельчения полимерных отходов с заданными параметрами, можно использовать следующие формулы:

1. 
   Расчет производительности (Q): Q = π * D * L * n * i / (60 * 1000), где D - диаметр ротора (в метрах), L - длина ротора (в метрах), n - частота вращения ротора (в оборотах в минуту), i - степень измельчения.
   
2. 
   Расчет мощности (Nт): Nт = Q / η, где Q - производительность (в тоннах в час), η - КПД дробилки (в долях).
   

Подставим значения из предоставленной таблицы:

Вариант №1: D = 1,2 м L = 0,8 м n = 850 об/мин i = 6

Вариант №2: D = 1,1 м L = 0,7 м n = 760 об/мин i = 6

Выполним расчеты:

Для варианта №1: Q1 = π * 1,2 * 0,8 * 850 * 6 / (60 * 1000) ≈ 4,011 т/ч

Для варианта №2: Q2 = π * 1,1 * 0,7 * 760 * 6 / (60 * 1000) ≈ 2,763 т/ч

Далее, для определения мощности необходимо знать КПД дробилки (η). Поскольку этот параметр не предоставлен, мы не можем выполнить точный расчет мощности. Однако, мы можем использовать приближенное значение КПД для молотковых дробилок, которое обычно составляет около 0,7.

Предположим, что КПД (η) равен 0,7.

Для варианта №1: Nт1 = 4,011 / 0,7 ≈ 5,73 кВт (округлим до 2 десятичных знаков)

Для варианта №2: Nт2 = 2,763 / 0,7 ≈ 3,95 кВт (округлим до 2 десятичных знаков)

Таким образом, при условии, что КПД дробилки равен 0,7, определены следующие значения:

• 
  Производительность для варианта №1 составляет примерно 4,011 т/ч, а мощность - около 5,73 кВт.
  
• 
  Производительность для варианта №2 составляет примерно 2,763 т/ч, а мощность - около 3,95 кВт.
  

Контрольные вопросы

---

Смотрите также файлы

• Прочитайте и переведите текст. Перевод выполняется в письменном виде и оформляется в печатном текстовом документе или пишется от руки и прикрепляется с помощью фото.rtf

• 5 класса Астахов Кирилл Дежурный по школе Учащийся 5 класса Косарева Екатерина.docx

• С оыту, білім беру жне трбиелеу процесіні задылыын.docx

• Практические работы по разделу Техника вязания крючком Условные обозначения.docx

• Алкоголизм и его влияние на человека.ppt