Classificação de partículas refere-se à separação de partículas do mesmo material de acordo com diferenças em propriedades físicas, tais como: tamanho da partícula, forma ou densidade. Na maioria dos casos, a classificação significa especificamente separar partículas por tamanho. Os dois elementos técnicos principais da classificação são dispersão e separação.
A dispersão exige que o material que entra na câmara de classificação esteja o mais disperso possível. A separação significa que as partículas finas qualificadas devem ser prontamente removidas da zona de classificação.
Com o rápido desenvolvimento e a expansão das aplicações de pós ultrafinos em diversos setores industriais, as tecnologias de classificação também avançaram significativamente. Dentre as várias soluções, o classificador de ar turbo tornou-se a escolha predominante. Isso se deve à sua alta eficiência, alta precisão e ampla flexibilidade operacional.
Princípio de funcionamento do classificador de ar turbo
O material a ser classificado cai da entrada de alimentação para a placa de distribuição.
O rotor gira juntamente com a placa. O material é então projetado para fora na direção tangencial. Após atingir a placa de impacto, as partículas entram na região entre a borda externa da gaiola do rotor e as palhetas guia. O ar primário e o ar secundário entram no classificador tangencialmente. Eles passam pelas palhetas guia e formam um fluxo de ar turbilhonado. O fluxo de ar gira na mesma direção da gaiola do rotor.
Dentro da zona de classificação anular, as partículas são submetidas principalmente a três forças:
- Força centrífuga em direção à parede do classificador
- Força de arrasto radial do fluido
- Força do gradiente de pressão em direção ao centro
Partículas finas sofrem uma força centrífuga relativamente pequena, de modo que a força resultante as direciona para o centro da gaiola do rotor. Elas são transportadas pelo fluxo de ar para dentro do rotor e descarregadas através da saída de pó fino na direção axial. Partículas grossas sofrem uma força centrífuga muito maior. A força resultante aponta para a parede do classificador. Após colidirem com a parede, elas se movem para baixo. São descarregadas através da saída de pó grosso.
Diagrama esquemático de um turbo classificador de ar
Vantagens do Classificador de Ar de Turbina
De acordo com a estrutura da gaiola do rotor, os classificadores de ar turbo podem ser geralmente divididos em três categorias principais com seis formas estruturais. Embora existam diferenças estruturais, eles compartilham diversas vantagens comuns:
Os classificadores de ar tipo turbina são classificados de acordo com o formato do tambor rotativo.
- Maior capacidade de processamento
Em comparação com as gerações anteriores de classificadores de ar, os classificadores de ar turbo oferecem maior capacidade de processamento. Seu design especial de gaiola do rotor garante uma distribuição de fluxo de gás mais uniforme, melhor mistura gás-sólido e conclusão mais rápida da classificação na zona de classificação. - Maior eficiência e menor consumo de energia em sistemas de moagem de circuito fechado
Quando combinados com moinhos de moagem, os classificadores turbo a ar reduzem significativamente a moagem excessiva e a moagem secundária, economizando energia, reduzindo custos e melhorando a eficiência econômica geral. - Ampla faixa de ajuste do tamanho das partículas e operação fácil.
Ajustando a velocidade do rotor e o volume de ar, é possível controlar a sensibilidade do campo de fluxo ao tamanho das partículas, permitindo uma regulação flexível do tamanho de corte e da distribuição do tamanho das partículas do produto. - Manutenção fácil e baixo custo de peças de reposição
Com uma estrutura relativamente simples e componentes da gaiola do rotor predominantemente complexos, os classificadores de ar turbo apresentam boa intercambialidade de peças e baixo custo de manutenção.
Desafios dos Classificadores Turbo Air
Apesar das suas vantagens, vários desafios tornam-se evidentes à medida que os classificadores de ar turbo são aplicados a uma gama mais ampla de materiais:
- Aglomeração de Partículas
Após a moagem ultrafina, os pós apresentam aumento da área superficial específica e da energia superficial, resultando em maior atividade superficial. A atração interpartículas aumenta, e a umidade ou impurezas podem promover ainda mais a aglomeração. Esse efeito é particularmente severo para partículas menores que 1 μm, dificultando a classificação. Portanto, a dispersão eficaz em um estado de partícula única é essencial para melhorar a fluidez e o desempenho da classificação. - Distribuição não uniforme do fluxo de ar
A estrutura da voluta, a geometria das pás e os ângulos de instalação do duto podem causar uma distribuição irregular do fluxo de ar na câmara de classificação. Isso pode intensificar a turbulência ou criar vórtices locais, o que reduz significativamente a precisão e a eficiência da classificação. - Precisão limitada para partículas submicrométricas
Os classificadores existentes têm dificuldade em manter alta precisão e eficiência para partículas abaixo de 1 μm, o que dificulta atender às exigências rigorosas das indústrias modernas de alta tecnologia por distribuições de tamanho de partículas "finas e estreitas". - Equilíbrio entre eficiência e precisão
A capacidade de classificação e a precisão da classificação se limitam mutuamente. O aumento da produtividade ou da concentração de partículas geralmente reduz a precisão. Por outro lado, manter alta precisão normalmente leva a uma menor eficiência. Equilibrar esses dois fatores continua sendo um grande desafio técnico.
Consequentemente, aprimorar o desempenho dos classificadores de pó ultrafino e superar essas limitações técnicas tornou-se um foco fundamental para pesquisadores e fabricantes de equipamentos em todo o mundo.
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- Postado por Emily Chen