I. Introdução
Na produção industrial moderna, os moinhos de fluxo de ar desempenham um papel crucial. Com o avanço contínuo da ciência e da tecnologia, bem como as crescentes demandas de várias indústrias por matérias-primas mais finas, os moinhos de fluxo de ar têm sido amplamente utilizados em muitos campos com suas vantagens únicas. Seja em produtos farmacêuticos, comida, produtos químicos ou novos materiais, a demanda por moagem ultrafina de matérias-primas está crescendo, e os moinhos de fluxo de ar são equipamentos essenciais para atender a essa necessidade.
Os moinhos de fluxo de ar são capazes de moer materiais em níveis de mícron ou até mesmo submícron, produzindo pós ultrafinos de alta qualidade para várias indústrias. Na indústria alimentícia, os moinhos de fluxo de ar melhoram o sabor e a qualidade dos produtos alimentícios. Nas indústrias química e de novos materiais, esses moinhos atendem aos rigorosos requisitos de finura e pureza da matéria-prima.
Dadas essas capacidades, é crucial explorar os fatores que afetam a eficiência de pulverização de moinhos de fluxo de ar. Ao entender esses fatores em profundidade, podemos otimizar melhor os parâmetros de trabalho dos moinhos de fluxo de ar, melhorar a eficiência de pulverização, aprimorar a qualidade do produto e atender às necessidades específicas de diferentes indústrias.
II. Princípio de funcionamento do pulverizador de fluxo de ar
Um pulverizador de fluxo de ar é um dispositivo que usa ar comprimido para transportar matérias-primas em pó para a câmara de pulverização. Os materiais são pulverizados por meio de bicos, fazendo com que as partículas colidam, esfreguem e impactem a parede interna da câmara. Esse processo, em última análise, resulta em esmagamento. O pó ultrafino é então capturado pelo sistema de coleta.
O processo começa quando o ar comprimido (ar ou um gás inerte) cria pressão negativa através do jato de alta velocidade do injetor de alimentação, sugando as matérias-primas para a câmara de pulverização. Os bicos, posicionados em ângulos específicos em relação à direção radial da câmara, pulverizam os materiais na câmara em velocidades ultra-altas. Dentro da câmara, as partículas colidem e esfregam umas nas outras, ao mesmo tempo em que atingem as paredes da câmara, levando à pulverização. O jato de alta velocidade gera um forte redemoinho, produzindo forças centrífugas que fazem com que as partículas de pó se movam rapidamente ao longo da parede da câmara. Quando as partículas atingem o classificação diâmetro, são direcionados ao sistema coletor através da saída central, guiados pelo fluxo de ar centrípeto.
2.1 Pulverizador de fluxo de ar de pó ultrafino
Por exemplo, um pulverizador de fluxo de ar de pó ultrafino é um sistema abrangente que compreende o próprio pulverizador, um separador de ciclone, um coletor de pó e um ventilador de tiragem induzida. Inicialmente, o ar comprimido é filtrado e seco, depois injetado em alta velocidade na câmara de britagem por meio de um Bico de laval. À medida que múltiplos fluxos de ar de alta pressão são introduzidos, eles se cruzam, fazendo com que o material seja repetidamente colidido, esfregado e cisalhado na intersecção para ser pulverizado. O material triturado é levado para a área de classificação pelo fluxo de ar ascendente sob a sucção do ventilador. Na área de classificação, uma turbina de classificação rotativa de alta velocidade gera forte força centrífuga, separando materiais grossos e finos. As partículas finas que atendem ao tamanho de partícula necessário entram no separador de ciclone e no coletor de pó para coleta, enquanto as partículas mais grossas são devolvidas à área de trituração para posterior moagem.
O princípio de funcionamento do pulverizador de fluxo de ar determina sua ampla aplicação, alta finura do produto acabado e precisão de classificação precisa. Quando combinado com compressores de ar, secadores, coletores de ciclone, coletores de pó, ventiladores de tiragem induzida e gabinetes de controle, ele forma um sistema completo de britagem de fluxo de ar. Este sistema pode ser amplamente utilizado em indústrias como minerais não metálicos, produtos farmacêuticos, alimentos, cerâmica, proteção ambiental, novas energias e materiais para baterias.
III. Fatores que afetam a eficiência de pulverização do moinho de fluxo de ar
3.1 Parâmetros geométricos do projeto da câmara de moagem
1) Diâmetro da câmara de moagem
Há uma relação específica entre a taxa de alimentação de sólidos e a taxa de fluxo de volume de ar para diferentes diâmetros de câmara. Por exemplo, quando o diâmetro da câmara de moagem é de 50 mm, a taxa de alimentação de sólidos varia de 0,02-0,50 kg/h. A taxa de fluxo de volume de ar relacionada é de 0,28-0,45 Nm³/h. Quando o diâmetro é de 100 mm, a taxa de alimentação de sólidos é de 0,10-1,00 kg/h, e a taxa de fluxo de volume de ar é de 0,76-1,21 Nm³/h. Enquanto o diâmetro é de 200 mm, a taxa de alimentação de sólidos é de 1,00-7,00 kg/h. A taxa de fluxo de volume de ar relacionada é de 1,80-2,70 Nm³/h. É evidente que, à medida que o diâmetro da câmara de moagem aumenta, tanto a taxa de alimentação de sólidos quanto a taxa de fluxo de volume de ar também aumentam proporcionalmente.
O diâmetro do moagem câmara determina diretamente sua capacidade. Uma câmara de moagem maior pode acomodar mais material, fornecendo um espaço mais amplo para o processo de moagem.
2) Formato da câmara de moagem
Dados atuais não fornecem informações detalhadas sobre o impacto específico de diferentes formatos de câmara de moagem no efeito de moagem. Mais pesquisas e experimentações práticas são necessárias para abordar esse aspecto.
3) Ângulo do bico
O bico divide a câmara de moagem em duas áreas: a área de moagem e a área de classificação. O ângulo do bico afeta diretamente o tamanho dessas duas áreas, influenciando assim a eficiência da pulverização. Quando o ângulo do bico muda, a direção do jato de ar dentro da câmara também muda. A velocidade relativa do fluxo de ar na intersecção dos jatos determina a energia cinética transferida para as partículas. Por sua vez, influencia a intensidade da colisão. Pesquisas de Smit e Skelton indicam que o melhor efeito de moagem ocorre em taxas de alimentação mais altas. O ângulo ideal do bico de Smit é 58°, enquanto o ângulo ideal de Skelton está entre 52° e 60°.
4) Número de bicos
O número de bicos é um fator de design importante em moinhos de fluxo de ar. As descobertas mostram que um número maior de bicos resulta em melhor desempenho de pulverização. Isso ocorre porque mais bicos fornecem jatos de alta velocidade, causando colisões mais frequentes e intensas de materiais na câmara de moagem. Esse processo melhora tanto a eficiência de britagem quanto a qualidade do produto.
