CC BY
60ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА УГЛЯ ГРЕЧЕСКОГО ОРЕХА
СИТОВЫМ МЕТОДОМ
Токторбаева Г.П.
Преподаватель, Ошский государственный университет, Кафедра "Естественно-научные дисциплины ",
Ташполотов Ы. д.ф.-м.н., профессор, Ошский государственный университет, Кафедра "Экспериментальная и теоретическая физика "
DETERMINATION OF THE GRANULOMETRIC COMPOSITION OF GREEKNUTS COAL BY THE
SIEVE METHOD
Toktorbaeva G.,
Teacher Osh State University Department of Natural Science Disciplines
Tashpolotov Y.
Doctor of Physics and Mathematics, Professor Department of Experimental and Theoretical Physics DOI: 10.5281/zenodo.7607435
Аннотация
В статье фракционный анализ частиц угля проводили с использованием ситового анализа. В качестве исходного сырья использовали грецкие орехи, при расщеплении ореха, высушенную до постоянного веса при 1000С. Исходная скорлупа в количестве 1430 г помещались в обогреваемых герметичных реакторах. Реактор пиролиза выполнен в виде вертикального цилиндра, помещенного в контактную трубчатую электропечь. Выход древесного угля при 5500С составляет 31,4%, что по видимому обусловлено высоким содержанием летучих веществ в исходной скорлупе грецких орехов.
Установлено, что выход, состава продукта проходящий через сито от 0,1 до 0,599 мкм составляют примерно 2%, а выход состава продукта проходящего через сито от 0,500 до 0,178 мм составляет 10-12%.
Abstract
In the article, fractional analysis of coal particles was carried out using sieve analysis. Walnuts were used as the initial raw material, when splitting the nut, dried to a constant weight at 1000C. The original shells in the amount of 1430 g were placed in heated sealed reactors. The pyrolysis reactor is made in the form of a vertical cylinder placed in a contact tubular electric furnace. The yield of charcoal at 5500C is 31.4%, which is apparently due to the high content of volatile substances in the original walnut shells.
It has been established that the yield of the product composition passing through a sieve from 0.1 to 0.599 ^m is approximately 2%, and the yield of the product composition passing through a sieve from 0.500 to 0.178 mm is 10-12%
Ключевые слова: гранулометрический состав, порошки древесного уголь греческого ореха, ситовый анализ, проба, дисперсность угля.
Keywords: granulometric composition, walnut charcoal powders, sieve analysis, sample, coal fineness.
Введение
Степень измельчения многих сыпучих и порошкообразных материалов является одной из важнейших характеристик определяющей их технологические качества в области практического использования. Гранулометрический состав наиболее полно характеризует степень измельчения. Определение гранулометрического состава имеет очень важное техническое и гигиеническое значение. Размеры частиц и их распределение по крупности влияют почти на все свойства различных материалов. Например, на их реологические (текучесть), тепловые и реакционно-кинетические характеристики, а также на оптические и механические свойства пигментов и на прочность керамических,
электртехнических, композиционных и других материалов. В связи с этимвесьма актуальной является задача измерения размеров частиц в порошках и функции распределения частиц по размерам.
При определении дисперсионного состава необходимо решить две задачи: экспериментальное определение размеров порошкообразных частиц и определение доли частиц в процентах различных степеней крупности. Для решения последней задачи необходимо разделить частицы по степени крупности.
Методы исследования.Методы анализа фракционного состава классифицируется следующим образом: микроскопический и ситовый анализы; разделения частиц по скорости их осаждения, а также счетный метод. В данной работе
фракционный анализ частиц угля проводили с использованием ситового анализа.
Ситовой анализ-один из методов определения гранулометрического состава порошков и сыпучих материалов осуществляются путем механического разделения материала на фракции с частицами определенной крупности.
В ситовом анализе используют стандартные нормированные тканые проволочные и шелковые сетки с квадратными отверстиями, а так же металлические решетные сетки с пробивными кругами продолговатыми и треугольными отверстиями. Ситовый анализ применяется для материалов с различными частицами, чтобы соответствовало шкале СИТ по ГОСТ 584-73.
Методы определения гранулометрического состава различных материалов регламентируются стандартами и техническими условиями. В соответствии с этим выпускаются специальные наборы СИТ для ситового анализа отдельных видов материала зерна, семян сельскохозяйственных культур, удобрений, почвы, формовочных материалов, цемента и другие.
Ситовой анализ можно проводить ручным и механическим способами. В зависимости от свойств исследуемого материала применяются сухой или мокрый метод анализа.
Анализируемая проба измельченного материала при сухом рассеве должна быть воздушно сухой. Предварительное высушивание пробы до постоянной массы производят при 105-1100С.
Экспериментально найдено, что когда исследуемый материал недостаточно просушен данные ситового анализа не надежные. Взвешивание пробы остатка и прохода производят на технических весах с точностью до 0,01.
Сухой способ. Последовательность операций и приема для различных материалов могут быть разными и обычно излагаются в специальных технологических инструкциях. Чаще всего поступают следующим образом. При ручном сухом просеве на круглых ситах, сито с поддоном и крышкой берут одной рукой, наклонив полотно, к горизонтальной плоскости на 10-20 раз ударяют другой рукой примерно 120 раз в минуту. Около 4 раза в минуту сито располагают горизонтально и сильно ударяют. При тонких ситах и трудно просеивающих материалов, рекомендуют через каждые 5 минут нижнюю поверхность сита очищать мягкой кисточкой и опадающие частицы присоединять к проходу. Квадратное сито берут в обе руки, держа большие пальцы сверху и при изменяющемся наклоне до 20С, двигают вперед и назад время от времени, ударяя сито о ладони правой и левой руки. Число встряхиваний, повороты постукивания и очистка кисточкой такие же, как и при просеве на крупных ситах.
Продолжительность ручного сухого просева зависит от объема просеиваемого материала, интенсивности просева, размеров отверстий сита, площади закупоренных отверстий сит и влажности воздуха. В случае тонких сит время просева достигает до 60-120 минут.
Ручной просев тряской и поколачиванием самый обычный способ в применение для ситового анализа большинство сопровождается значительными уменьшениями площади сита. Чтобы устранить частицы вместе с пробой помещают латунные штифты длинной 1 см либо просев проводят по поверхности просеиваемого материала так, чтобы избежать рыхления.
Сухой ручной просев может считаться законченным если при повторном встряхивании в течении 2 минут масса остатка на сите уменьшиться на более чем на 0,2%. Остаток всыпают в чистый заранее взвешенный приемник или лист глянцевой бумаги, сито очищают с обеих сторон мягкой волосяной щеткой и легкими ударами очищают застрявшие в ячейках сетки частицы, которые присоединяют к остатку по окончании рассева, каждую фракцию взвешивают, обычно требуются, чтобы суммарная масса всех фракций составляла не менее 98% от массы взятой подвески. При большой точности измерения фракционного состава потери при выполнении ситового анализа рекомендуется разнести по всем анализируемым фракциям пропорционально массам. При посеве для достоверности, обычно выполняют два параллельных анализа. При этом массы соответствующих, фракций должны различаться более чем на 1% от массы повестки. По действующей форме ситовой анализ сухим методом проводят следующим образом: 200 грамм измельченного материала помещают на самое крупное сито и весь комплект встряхивают в течении 5 минут. Затем сито снимают по очереди один за другим, после чего каждое сито повторно отдельно под приемником или листом глянцевой бумаги. Просеивание считается законченным, если количество материала проходящего сквозь сито при повторном дополнительном встряхивании в течении 1 минуте, составить менее 1% материала, отсутствующего на сите. Отсев добавляют на верхнее сито отсутствующего компонента сит[1].
В качестве исходного сырья использовали грецкие орехи, при расщеплении ореха, высушенную до постоянного веса при 1000С. Исходная скорлупа в количестве 1430 г помещались в обогреваемых герметичных реакторах. Реактор пиролиза выполнен в виде вертикального цилиндра, помещенного в контактную трубчатую электропечь. Выход древесного угля при 5500С составляет 31,4%, что по видимому обусловлено высоким содержанием летучих веществ в исходной скорлупе грецких орехов [2-4].
Экспериментальная часть.
Для определения дисперсности угля использовали среднюю пробу, отобранную, в соответствии с принятыми схемами контроля. Перед началом рассева всю отобранную пробу орехового древесного угля взвешивали в весах ВЛКТ-500. Рассев пробы производили на следующие классы и выше.
Просев начинают через отверстие больших размеров, пропуская сквозь него всю пробу. Уголь, оставшийся на сите, собирали отдельно и взвешивали: уголь прошедший сквозь это сито, просеивают через сито с отверстием меньшей величины и
т.д., пока проба не будет просеяна сквозь все сито каждом сите, относятся к соответствующему указанного выше набора. Уголь, оставшийся на классу угля.
Ri Порошки угля греческого ореха
R2 •«¡SHU СИТО 1,0 МКМ
R3 м<Ш!&. СИТО 0,9 МКМ
R4 ••••••• ф СИТО 0,8 МКМ
R5 •••••••••••• СИТО 0,70 МКМ
Re СИТО 0,60 МКМ
R7 СИТО 0,50 МКМ
R8 СИТО 0,40 МКМ
R9 СИТО 0,30-0,20 МКМ
i 100г-100% 2г-Я1 R1=2x100/98=2%
2 96г-100% 1,9г-Я2 R2=L9x100/96=1,98%
3 94г-100% 4г-Яз R3=4x100/94=4,3%
4 89,7г-100% 4г-R4 R4=4x100/89,7=4,5%
5 85,2г-100% 6Г-R5 R5=6x100/85,2=7%
6 78,2г-100% 8г-R6 Re=8x100/78,2=10,2%
7 68г-100% 10г-R7 R7=mx100/68=14,7%
8 53,3г-100% 10г-Я8 R8= 10х100/53,3=9,4%
9 43,9г-100% 20г-R9 R9=20х100/43,9=22,8%
10 22,1г-100% 21,1r-R10 Rlo=21,1х100/21,1=21,1%
Обработка результатов ситового анализа
Результаты ситового анализа щ редставили в следующем виде:
Номер сетки Размер отверстий сита, мкм Масса фракций, гр Остаток вещества в данном сите Ял, % масс Суммарный остаток Я2, % масс
1 0,1 100 2 98
2 0,900 98 1,98 96
3 0,858 96 4,3 94
4 0,699 94 4,5 89,7
5 0,599 89,7 7 85,2
6 0,500 85,2 10,2 78,2
7 0,422 78,2 14,7 68,0
8 0,354 76,0 14,7 53,3
9 0,297 53,3 9,4 43,9
10 0,178 43,9 22,8 21,1
Содержание остатка Ял на каждом сите вычисляли по формуле:
К1=ш1.100/Еш,
гдеш1- масса остатка на данном сите, Еш- суммарная масса остатков всех фракций после рассева. Суммарный остаток Я2 для каждого сита ужно рассчитывать, прибавляя к остаткам на данном сите
суммарное содержание остатков, полученных для всех предыдущих сит с большим отверстием.
По данным таблицыпостроили кривой зависимости гранулометрического состава в логарифмической системе координат
Размер сторон ячеек сетки сит, применяемых при ситовом анализе, мкм
1. Основной ряд 0,1 0,9 0,858 0,699 0,599
2. Дополнительный ряд 0,500 0,422 0,354 0,297 0,178
Кривая гранулометрического состава в логарифмической системе координат. Выход кардинального продукта в %.
ч1
ON
ъ (х >
et
О а с
0
1 I-
0)
3
О)
а et о с
et
О X
Ъ сп
ъ
к >
et
О а. с
О X t-ш
3 V а et
О с
4
О х .а
со
ОД 0,9 0,858 0,699 0,599 0,500 0,422 0,354 0,297
Размер отверстий сит, мкм
0,178
Выводы:
1. Построение спрямленной дифференциальной кривой зависимости процентного содержания гранулометрического состава от диаметра частиц, производили в логарифмической системе координат, согласно данным таблицы. 1. На оси абсцисс откладываются десятичные логарифмы диаметры зерен, а по оси ординаты выход порошков в %.
2. Изполученной кривой зависимости грану ло-метрического состава определили:
- Выход классов крупностью, более максимального и менее минимального размера отверстий сит, использованных для испытаний.
- Равномерность распределения гранулометрического состава: чем круче спрямленная кривая, тем менее рассеянность зерен по крупности от их среднего значения.
3. Выход, состава продукта проходящий через сито от 0,1 до 0,599 мкм составляют примерно 2%.
4. Выход состава продукта проходящего через сито от 0,500 до 0,178 мм составляет примерно 1012%.
Список литературы
1. CopyrightSpec-Kniga.ru Allrightreserved
2. Пушкин, В.П. Измерение дисперсности дизельной сажи при замене сорта топлива и введение присадок// Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока, 2013, №2, С.187-189.
3. Куц В.Н., Скободян С.М. Методика анализа дисперсности пыли и порошков//. Вестник ТГАСУ, 2014, №2, С-103-109.
4. Токторбоева Г.П., Ташполотов Ы., Процессы пиролиза скорлупы JUGLANSKEGIAL в интервале температур 250-5500С получением древесного угля// Бюллетень науки и практики, 2019, Т.5. №7, С-135-140.
5. ГОСТ 17.2.4.05.83.(ст. СЭВ 3846-82) Охрана природы. Атмосфера. Гравиметрический метод определения взвешенных частиц.
6. ГОСТ 3584-73. Ситовой анализ применения для материалов с размерами частиц 10-0,04 мкм, что соответствуют шкале сита.
7. ГОСТ2093-82. Твердое топливо ситовой метод определения гранулометрического состава.
