بخشی از مقاله
*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست ***
سازی سنگ شکن های ژیراتوری، فکی و مخروطی به زبان ویژوال بیسیک
چکیده
سنگ شکنی معمولا اولین مرحله در کارخانه های فراوری مواد معدنی محسوب می شود. با توجه به مصرف انرژی زیاد در خردایش كانسنگ، طراحی بهینه این قسمت از اهمیت بالایی برخوردار است و به همین دلیل پیدا کردن روش هایی که بتوان به کمک آنها قبل از نصب و راه اندازی دستگاه از عملکرد آنها آگاه شد مورد توجه مهندسان فرایند کارخانه می باشد. در این رابطه از روش های آزمایشگاهی و مدل سازی ریاضی می توان استفاده کرد. از آنجا که روش های آزمایشگاهی بسیار زمان بر و پر هزینه می باشند. تلاش می گردد از روش های مدل۔ سازی ریاضی و شبیه سازی رایانه ای برای طراحی و بهینه سازی فرایندهای خردایش استفاده شود. شبیه سازی فرایند بر اساس مجموعه ای از مدل های ریاضی بنا می گردد به این گونه که تمام رخدادهایی که در حین خردایش اتفاق می افتد به کمک روابط ریاضی تعریف می گردد. تا کنون مدلهای مختلفی برای شبیه سازی سنگ شکن ها ارایه شده است که در سطوح متفاوت از لحاظ پیچیدگی و دقت شبیه سازی قرار دارند. مدل ریاضی سنگ شکن ها بر اساس مفاهیمی همچون تابع شکست و تابع طبقه بندی داخلی قابل تعریف است. در این پروژه، نرم افزاری تهیه شده است که با استفاده از مفاهیم یاد شده بالا سنگ شکن های ژنراتوری، فکی و مخروطی را در مسیر باز با دقت کافی شبیه سازی می کند. این نرم افزار با زبان برنامه نویسی 6 Visual Basic نوشته شده است و کار کردن با آن بسیار راحت است.
واژه های کلیدی: شبیه سازی، سنگ شکن، ژيراتوری، فکی، مخروطی، ویژوال بیسیک
1- مقدمه
خردایش كانسنگ از فرآیندهای اولیه و پر اهمیت در کارخانه های فرآوری مواد معدنی محسوب می شود. از سوی دیگر، این فرایند سهم بزرگی از مصرف انرژی الکتریکی در کار خانه را به خود اختصاص می دهد. بنابراین طراحی این قسمت از مدار های فرآوری از اهمیت بالایی بر خوردار است؛ زیرا با کمی انحراف هزینه گزافی بر کارخانه تحمیل می گردد. از این رو پیدا کردن روش هایی که بتوان به کمک آنها قبل از نصب و راه اندازی دستگاه از عملکرد آن آگاه شد همیشه مورد توجه پژوهشگران در این زمینه بوده است. در این میان می توان روشهای آزمایشگاهی و روش های شبیه سازی رایانه ای را نام برد. در روش های آزمایشگاهی ابتدا مدار خردایش را در مقیاس کوچکتر می سازند و سپس به تحلیل و بررسی عملکرد آن در محدوده های مختلف اندازه کانسنگ ورودی و دیگر عوامل متغیر می پردازند. این روش ها بسیار کارآمد است و با مدل واقعی همخوانی بسیاری دارد، اما همان طور که پیداست این روش ها هزینه بر و همچنین وقت گیر می باشند. گزینه دیگر به کار گیری روش های شبیه سازی فرآیند است. که روش های بسیار کم هزینه تر و سریع تری هستند و به همین علت اخیرا به دلیل پیشرفت۔ های سخت افزاری و نرم افزاری زیادی که رخ داده است از استقبال بسیار بیشتری بر خوردار شده اند. شبیه سازی رایانه ای بر پایه مدل های ریاضی فرآیند استوار می باشند. یک مدل ریاضی شبیه ساز باید بتواند عملکرد مورد نظر دستگاه واقعی را پیش بینی کند که در مورد سنگ شکن ها محاسبه توزیع دانه بندی محصول برای انواع بار ورودی در ابعاد مختلف می باشد در این نرم افزار برای شبیه سازی سنگ شکن های مخروطی، ژیراتوری و فکی از سه روش متفاوت استفاده شده است. که به ترتیب عبارتند از: 1), مدل شبیه ساز موازنه جمعیتی که هر سه نوع سنگ شکن را شبیه سازی می کند. ۲)، مدل شبیه ساز فکی و ژیراتوری 3). مدل ماتریسی که برای سنگ شکن های فکی و مخروطی کاربرد دارد.
۲- انواع روش های شبیه سازی خردایش
۱ - ۲- شبیه سازی به روش موازنه جمعیتی
در این روش از مفاهیم تابع شکست و تابع طبقه بندی استفاده می شود. اساس این روش رابطه زیر می باشد
۲ - ۲- شبیه سازی سنگ شکن های ژیراتوری و مخروطی
این نوع شبیه سازی بر پایه دهانه خروجی و خواص مواد خردشونده انجام می شود. ابتدا نسبت زیر را برای هر کدام از محدوده اندازه قطعات (ذرات) کانسنگ ورودی به دست می آوریم:
Di: اندازه کانسنگ ورودی در محدوده اندازه i
OSS : اندازه دهانه خروجی در حالت باز
توزیع اندازه ذرات محصول خروجی سنگ شکن از رابطه زیر به دست می آید
که در آن ( P ( D توزیع تجمعی باقی مانده روی سرند می باشد. البته آنچه در نرم افزار به نمایش در خواهد آمد در صد تجمعی عبوری از سرند خواهد بود. در این روابط Ku و KL با استفاده از روابط زیر محاسبه می شوند
مقدار FT برای محاسبه Ku نیاز است که به کمک جدول (۱) تعیین می گردد:
۳ - ۲ - مدل ماتریسی در این مدل ابتدا توابع زیر تعریف می شوند
الف ) تابع توزیع شکست (تابع شکست). این تابع توزیع دانه بندی محصولات پس از خردایش یک ذره کانسنگ را نشان می دهد. ب ) تابع طبقه بندی: این تابع طبقه بندی مواد ورودی به سنگ شکن را انجام می دهد و در حقیقت به صورت ریاضی طبقه بندی داخلی سنگ شکن را توصیف می کند. اگر برای مواد ورودی به سنگ شکن توزیع اندازه ذرات را مشخص تعیین کنیم، آنگاه مقادیر B و C برای هر کدام از محدوده یا فاصله اندازه ها توسط ماتریس های B و C تعیین می شود. چگونگی تاثیر این ماتریسها بر بار ورودی به شکل زیر خواهد بود
مطابق شکل مواد ورودی به مرحله شکست قبل از خردایش طبقه بندی می شوند مواد دانه ریزتر از دهانه خروجی گذشته و به عنوان محصولات با نام P از محیط خارج می شوند مقداری از مواد که قادر به عبور از دهانه خروجی نیستند را با ضرب کردن ضریب C در بار ورودی کل ( m ) نمایش می دهیم. پس مقدار موادی که در داخل سنگ شکن می مانند و تحت خردایش قرار می گیرند برابر با Cm خواهند بود. و برای موادی که از سنگ شکن خارج می شوند داریم
مقدار Cm پس از خردایش با بار ورودی جدید جمع شده و بار ورودی کل ( m ) را تشکیل می دهند. برای به دست آوردن رابطه بین P و F عملیات ریاضی زیر را مطابق شکل (۱) انجام می دهیم.
برای ماتریس به اینگونه تعریف میشود .
