يمكن تقييم أداء المطحنة النفاثة بناءً على العديد من العوامل الرئيسية مثل كفاءة تقليل حجم الجسيمات، واستهلاك الطاقة، وجودة المنتج.
التكسير بتدفق الهواء هو استخدام تدفق الهواء عالي السرعة أو طاقة البخار شديدة السخونة لسحق المواد الصلبة متناهية الصغر. إنها إحدى طرق التكسير متناهية الصغر الأكثر استخدامًا، وتستخدم على نطاق واسع في المعادن غير المعدنية، والمستحضرات الصيدلانية، والمواد الكيميائية، والمعادن، والمواد الجديدة، والمواد الخزفية، ومواد الليثيوم، والمواد الأرضية النادرة، والمعادن النادرة، والكوارتز، والمواد المثبطة للهب، وغيرها. صناعات المعالجة متناهية الصغر للمواد.
تختلف عن المطاحن الكروية، ومطاحن الاهتزاز، ومطاحن الصدم الميكانيكية، وغيرها من معدات التكسير متناهية الصغر، فإن معدات التكسير بتدفق الهواء لها هيكلها الفريد ومعلمات العملية، مثل نوع وشكل حجم مطحنة الهواء، ومعدل تدفق الهواء، وضغط العمل (الفوهة) ضغط المدخل)، ونوع وحجم الفوهة، وترتيب الفوهة (الموقع المكاني)، ونوع عجلة التدرج وسرعة الدوران، وما إلى ذلك، سيؤثر على تأثير تأثير التكسير بدرجات متفاوتة.
أنواع الطاحونة النفاثة
بالنسبة للأنواع المختلفة من المطاحن النفاثة، لا بد أن يكون هناك اختلافات في الهيكل والمعلمات، مما يؤدي إلى اختلافات في عملية التكسير وآلية التكسير.
المطاحن النفاثة المستهدفة غير مناسبة لسحق المواد ذات الصلابة العالية (صلابة موس أكبر من 5)؛ تلوث المنتج أكثر خطورة، ولكن كفاءة التكسير عالية، والإنتاج كبير.
طاحونة الهواء المسطحة، قوة تأثير الطاحونة النفاثة ذات الأنبوب الدائري منخفضة، وغير مناسبة لسحق المواد ذات الصلابة العالية، ومنطقة تصنيف مبسطة لتحسين الإنتاجية. ومع ذلك، فإن توزيع حجم المنتج غالبًا ما يكون أوسع.
مطحنة نفث الهواء من النوع المزدوج، وطاحونة نفث الهواء من النوع ذو الطبقة المميعة تتميز بخصائص حجم الجسيمات الدقيقة والتوزيع الضيق، والمنتج أقل تلوثًا.
لذلك، وفقًا للمتطلبات المختلفة، يعد اختيار أنواع مختلفة من معدات التكسير بتدفق الهواء، سواء لتحسين عملية التكسير أو توفير الطاقة، أمرًا ضروريًا للغاية.
حجم الطاحونة النفاثة
بالمقارنة مع معدات السحق الأخرى، فإن معدات السحق بتدفق الهواء لديها إنتاجية منخفضة واستهلاك عالي للطاقة، ومناسبة لمعالجة المنتجات المطلوبة وذات القيمة المضافة العالية. ومع ذلك، فإن تأثير حجم المطحنة على كفاءة التكسير يجعل تطوير معدات التكسير بتدفق الهواء على نطاق واسع واعدًا جدًا.
لقد أظهرت الدراسات أنه من خلال زيادة قوة طاحونة الهواء، ستكون كفاءة التكسير أكبر. يعتمد تحسين قوة طاحونة الهواء على توسيع حجم الطاحونة؛ يمكن التنبؤ بأن الطاحونة النفاثة ستكون اتجاه التطوير المستقبلي.
ضغط العمل (ضغط مدخل الفوهة)
يعد ضغط العمل لطاحونة الهواء عاملاً مهمًا يؤثر على سرعة التيار النفاث؛ في كثير من الأحيان، كلما زاد ضغط التشغيل، زادت سرعة التيار النفاث. في حالة تدفق الهواء السلس، تكون الجسيمات ذات التدفق أفضل كلما زادت سرعة التيار النفاث، وغالبًا ما تكون سرعة اصطدام الجزيئات المتسارعة أعلى، وبالتالي كلما زادت درجة التكسير، قل حجم المنتج.
ومع ذلك، تحت ضغط الدخول العالي، تؤثر الجسيمات على بعضها البعض بشكل أكثر عنفًا، والجسيمات الفرعية الناتجة عن تجزئة الجسيمات لها حواف حادة، وتكون درجة الاستدارة أقل من تلك الموجودة تحت الضغط المنخفض.
بالإضافة إلى ذلك، عندما يكون ضغط العمل مرتفعًا جدًا، فإن حجم الجسيمات في جزيئات المنتج لا يكون واضحًا. وفي الوقت نفسه، يزداد استهلاك الطاقة بشكل حاد، لذا يجب أن يكون الضغط المقبول بشكل عام معقولًا. عندما لا تؤدي زيادة ضغط المدخل إلى إنتاجية عالية مقابلة، ويجب مراعاة الدقة الكافية واستهلاك الطاقة والتكلفة وكفاءة المطحنة.
معدل التغذية والقدرة على الاحتفاظ
إن معدل التغذية وتدفق جسيمات الغاز في غرفة الطحن على مرحلتين لتركيز الجسيمات وقدرة الاحتفاظ بالجسيمات مهمان للغاية؛ معدل التغذية منخفض، وتركيز الجزيئات في غرفة الطحن منخفض، والجزيئات التي يحملها متوسط الطاقة الحركية مرتفعة، وقد يكون حجم المنتج أصغر؛ عندما يكون معدل التغذية مرتفعًا، يكون تركيز الجزيئات في غرفة الطحن، ويكون معدل تصادم الجزيئات مرتفعًا، وتكون قوة الاصطدام منخفضة، ومن الممكن تقليل معدل التكسير أو زيادته. ولذلك فمن الضروري مراعاة التوازن بين احتمال تصادم الجزيئات ومتوسط الطاقة الحركية التي يحملها الاثنان واختيار معدل التغذية الأفضل.
العلاقة بين قدرة الاحتفاظ ومتوسط قطر المنتج هي منحنى "الخطاف"، أي أن هناك قدرة احتجاز (نطاق) تقلل من متوسط قطر جزيئات المنتج.
فوهات الهواء النفاثة
الفوهة هي تشكيل مكونات تدفق الهواء النفاثة عالية السرعة؛ يحدد نوع الفوهة وحجمها إلى حد كبير سرعة تدفق الهواء النفاث وشكله واستقراره، بينما يؤثر التوزيع المكاني للفوهة على تسارع الجسيمات ومنطقة الاصطدام في مجال التدفق.
في طاحونة الهواء ذات القاعدة المميعة العامة، والتي تستخدم عادةً فوهات لافال، ستكون دقة المنتج أصغر من تلك التي يتم الحصول عليها باستخدام فوهات أخرى. السلس، الذي يلبي معلمات تدفق الهواء لشكل الفوهة، يساعد على الحصول على الحد الأدنى من فقدان الطاقة لتدفق الهواء النفاث عالي السرعة، السلس، المركز، وبالتالي تحسين كفاءة التكسير.
عامل سحق
يكون التكسير بتدفق الهواء باستخدام قطعة العمل عمومًا عبارة عن هواء جاف وخالي من الزيت أو بخار شديد الحرارة؛ في بعض الظروف الخاصة، فإنه يحتاج إلى سحق المواد القابلة للاشتعال والمتفجرة واستخدام النيتروجين والغازات الخاملة كقطعة عمل.
الشغل مختلف. ستكون سرعة النفاثة ومجال التدفق الساحق مختلفين أيضًا؛ يعد استخدام قطع عمل مختلفة لتحسين عملية سحق تدفق الهواء اتجاهًا بحثيًا مهمًا في المستقبل.
نوع جهاز التصنيف ومعلماته
يتم استخدام جهاز التصنيف للتحكم في توزيع حجم الجسيمات لمكونات منتج تكسير تدفق الهواء؛ من خلال جهاز التصنيف، تصبح متطلبات المسحوق الناعم هي المنتج النهائي، ويتم عزل المستقبل لتلبية متطلبات دقة الجزيئات بواسطة جهاز التصنيف، والعودة إلى غرفة الطحن للتكسير. جهاز التصنيف يجعل المسحوق النهائي أكثر دقة وأكثر إحكاما في توزيع الحجم ويقلل من الإفراط في طحن الجسيمات، وهو أمر مهم لتحسين كفاءة التكسير.
سيؤثر نوع عجلة التصنيف (الأفقي والرأسي)، وهيكل الشفرة، ومجال التدفق على تأثير التصنيف؛ بشكل عام، فقط من خلال سرعة عجلة التصنيف يمكن التحكم في تصنيف حجم الجسيمات. تعتبر سرعة عجلة التصنيف قيمة مثالية بحيث يكون حجم المنتج هو الأفضل.
أنواع المواد
جزيئات المواد المختلفة بسبب خصائصها الفيزيائية والكيميائية المختلفة، فإن عملية التكسير لديها بعض الاختلافات. عادة، بسبب انخفاض صلابة المادة، يكون من الأسهل سحقها؛ في حالة انخفاض متطلبات المطحنة واستهلاك الطاقة، يمكنك الحصول على النعومة المطلوبة للمنتج؛ في حين أنه كلما زادت صلابة المادة، أصبح سحقها أكثر صعوبة، وبالتالي تتطلب ظروف عمل المطحنة المزيد (ضغط العمل وجهاز التصنيف، وما إلى ذلك)، فإن حجم المنتج سيكون خشنًا نسبيًا.
إضافة مساعدات الطحن والمشتتات
تساعد إضافة مساعدات الطحن على تحسين دقة المنتج، وزيادة كفاءة التكسير، وتقليل استهلاك الطاقة، وتحسين كفاءة التصنيف ودقته، وتحسين أداء المنتج.
يمكن أن يساعد النوع والكمية المناسبة للمشتت في تحسين تشتت الجزيئات في غرفة الطحن، وبالتالي تحسين كفاءة التكسير ودقة المنتج؛ بالإضافة إلى ذلك، قد يكون المشتت عالي الأداء شرطًا أساسيًا مهمًا لإعداد جزيئات النانو باستخدام سحق تدفق الهواء في المستقبل.
