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Partikelbewegung und Zerkleinerungsvorgänge in einer Turbomühle

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Formal Metadata

Title Partikelbewegung und Zerkleinerungsvorgänge in einer Turbomühle
Alternative Title Motion and Comminution Processes in a Turbo-mill
Author Landwehr, Dierk
Pahl, Manfred H.
Contributors Hartmut Rudolph (Redaktion)
Kuno Lechner (Kamera)
Kuno Lechner, Regine Feldmann (Schnitt)
H. G. Graske, Heidrun Streichert (Trick)
License CC Attribution - NonCommercial - NoDerivatives 3.0 Germany:
You are free to use, copy, distribute and transmit the work or content in unchanged form for any legal and non-commercial purpose as long as the work is attributed to the author in the manner specified by the author or licensor.
DOI 10.3203/IWF/E-3034
IWF Signature E 3034
Publisher IWF (Göttingen)
Release Date 1988
Language German
Producer IWF
Production Year 1987

Technical Metadata

IWF Technical Data Film, 16 mm, LT, 77 m ; F, 7 min

Content Metadata

Subject Area Engineering
Abstract Partikeln - als Versuchsgut dient weißer Pfeffer - werden in verschiedenen Bereichen der Turbomühle beansprucht: beim Einlauf in die Mühle, bei der Vorzerkleinerung an den Schlagleisten des Rotors bzw. durch eine Schlagscheibe und im rotierenden Gutring zwischen Rotor und Mahlrost (mit und ohne Mahlbacken). Schließlich erfolgt der Austritt durch den Mahlrost (Zeitdehnung 8000 B/s).
In order to detect possibilities of improving the design of mills and the energy utilization, the stresses to which the particles were exposed in the individual areas of a turbo-mill were recorded and analsed with the aid of high-speed cinematography. The tests with white pepper were executed at a rotor circumferential speed of u=40 m/sec., with a material throughout of M[M]=150 kg/h and with varying configurations of the peripheral grid. The tests covered the percentage of material comminuted by the first impact, the penetration into and the discharge from the baffle plates of the rotor, the conditions prevailing in the rotating material circle between rotor and peripheral grid, as well as the the passing of the particles through the peripheral grid.
Keywords Zerkleinerung
Aerodynamik
aerodynamics
comminution
Annotations
Transcript
Die Bewegungs- und Zerkleinerungsvorgänge wurden in einer Universalmühle am Beispiel von Pfeffer untersucht. In dem Mahlraum von 230 mm Durchmesser befindet sich der Turborotor. Das Schnittbild zeigt schematisch
den Aufbau der Mühle mit der Mühlentür mit Mahlguteinlauf, dem Turborotor mit den Schlagleisten und dem Mahlrost mit äquidistanten Lochabständen. Die Beanspruchung der Partikeln wird zweckmäßig in vier Phasen unterteilt: Einlauf in die Mühle, Vorzerkleinerung an den Schlagleisten des Rotors - hier in Vorderansicht, Endzerkleinerung im rotierenden Gutring zwischen Rotor und Mahlrost, Austritt aus dem Mahlraum durch den Mahlrost. Für
die Filmaufnahmen wurde die Mühlentür durch eine Glasscheibe mit konzentrischem Mahlguteinlauf ersetzt. Die Rotordrehzahl beträgt 3800 Umdrehungen pro Minute, die Rotorumfangsgeschwindigkeit 40 m pro Sekunde. Als Versuchsgut dient weißer Pfeffer.
Die Körner haben kugelige Gestalt und eine mittlere Partikelgröße von 4 mm. Das Mahlgut gelangt mit einem Durchsatz von 150 kg pro Stunde über den
Wellschlauch in den Mahlraum. Im
Einlaufstutzen werden die Partikeln durch den von der Mühle angesaugten Gasstrom - etwa 180 m3 pro Stunde - axial beschleunigt. Durch die Strömung und durch Stöße an der Rotornabe - hier in 330facher Zeitdehnung dargestellt - werden die Partikeln in nahezu radiale Flugbahnen umgelenkt. Bei Stößen an den Schlagleisten werden nur rund 30 % der Partikeln beim ersten Kontakt zerbrochen. Die übrigen werden in andere Schlagleistenbereiche hinein beschleunigt. Dort kommt es zum Kantenstoß oder zum Flächenstoß.
Vorgebrochene Partikeln zeigen trotz ihrer unregelmäßigen Form ein ähnliches Verhalten. Die Rotationsbewegung der Partikeln kann bis zu 2000 Umdrehungen pro Sekunde betragen. Kleinere Partikeln folgen im wesentlichen der Gasströmung in der Mühle. Nach dem Einlauf erfolgt die Beanspruchung und
Vorzerkleinerung durch den Rotor, hier veranschaulicht mit dem Mahlwerkzeug Schlagscheibe. Kantenstoß und Flächenstoß treten auf. Einzelne Partikeln werden zerbrochen. Zum Zeitpunkt des Bruchs ist die radiale Partikelgeschwindigkeit nahezu Null. Danach führt eine radiale Beschleunigung entlang der Schlagelemente zu definierten Austrittsgeschwindigkeiten und Austrittswinkeln. Die vorzerkleinerten Partikeln
werden in den Bereich zwischen Rotor und Mahlrost gefördert. Sie bewegen sich dort als rotierender Gutring mit einem Feststoffanteil von etwa 3 %. Die Partikelgeschwindigkeit liegt bei etwa 5 m pro Sekunde in mahlrostnahen und etwa 19 m pro Sekunde in rotornahen Zonen. Der Partikel-Partikel-Kontakt im Gutring führt zu Umlenkungen. Die Zerkleinerung erfolgt durch die Beanspruchung am Rotor. Auf dem Mahlrost angeordnete Mahlbacken beeinflussen den Strömungsverlauf wesentlich. Die Partikeln strömen die Mahlbacke mit einer Geschwindigkeit von etwa 6,5 m pro Sekunde an. In dem Mahlbackenbereich wird der Gutring um 30 % verdichtet und die mittlere Partikelgeschwindigkeit in Umfangsrichtung auf etwa 3 m pro Sekunde reduziert. In der Vertiefung der Mahlbacke werden die Partikeln umgelenkt und in den Beanspruchungsbereich des Rotors gedrückt.
Nach Erreichen eines bestimmten Zerkleinerungsgrades treten die Partikeln durch die Sieblöcher des Mahlrostes in den den Mahlraum umgebenden Ringraum aus. Die Wahrscheinlichkeit für den Austritt der Partikeln ist von der Partikelgröße und der Auftreffhäufigkeit auf den Mahlrost abhängig. Aus dem Ringraum wird das fertigzerkleinerte Produkt zur weiteren Verarbeitung abgeführt.
Computer animation
Turbomühle
Mill (grinding)
Computer animation
Synchronous motor
Synchronous motor
Einlaufen <Maschinenbau>
Rotor <Maschine>
Pfeffer (Brenz)
Coachwork
Volumetric flow rate
Grain size
Pfeffer (Brenz)
Mahlgut
Flat glass
Mill (grinding)
Collision
Aerodynamics
Strömung
Bruch
Mill (grinding)
Aerodynamics
Einlaufen <Maschinenbau>
Rotor <Maschine>
Velocity
Grain size
Comminution
Ringraum
Microscopy
Rotor <Maschine>
Leather
Institut für den Wissenschaftlichen Film
Computer animation
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