சுழல் சூளையில் உள்ள கச்சா கோக்கின் துகள் அளவுப் பரவலானது, பொருள் அடுக்கின் ஊடுருவுத்திறனையும் சுட்டெரித்தலின் சீரான தன்மையையும் அளவின் அடிப்படையில் எவ்வாறு பாதிக்கிறது?

சுழல் சூளையில் மூலப்பொருளான கோக்கின் துகள் அளவுப் பரவலானது, பொருள் அடுக்கின் ஊடுருவுத்திறன் மற்றும் சுண்ணமாக்கலின் சீரான தன்மை ஆகியவற்றில் ஏற்படுத்தும் அளவுசார் தாக்கங்களை, துகள் அளவு அளவுருக்கள் மற்றும் செயல்முறைக் குறிகாட்டிகளுக்கு இடையேயான தொடர்பின் மூலம் பின்வருமாறு பகுப்பாய்வு செய்யலாம்:

I. பொருள் அடுக்கின் ஊடுருவுத்திறன் மீது துகள் அளவுப் பரவலின் அளவுசார் தாக்கம்

துகள் அளவு சீரான தன்மை (PDI மதிப்பு)

• வரையறை: துகள் அளவுப் பரவல் சிதறல் குறியீடு (PDI = D90/D10, இதில் D90 என்பது 90% துகள்கள் கடந்து செல்லும் சல்லடை அளவு, மற்றும் D10 என்பது 10% துகள்கள் கடந்து செல்லும் சல்லடை அளவு).
• தாக்க முறை:
  குறைவான PDI மதிப்பு (இது துகள்களின் அளவு சீராக இருப்பதைக் குறிக்கிறது) பொருள் அடுக்கின் நுண்துளைத்தன்மையை அதிகரிக்கிறது, இதன் விளைவாக ஊடுருவுத்திறன் குறியீடு (K மதிப்பு) சுமார் 15% முதல் 20% வரை கூடுகிறது.
• சோதனைத் தரவுகள்:
  PDI 2.0-லிருந்து 1.3-ஆகக் குறையும்போது, ​​சூளைக்குள் உள்ள அழுத்த வீழ்ச்சி 22% குறைந்து, வாயுப் பாய்வு விகிதம் 18% அதிகரிக்கிறது. இது ஊடுருவுத்திறனில் ஒரு குறிப்பிடத்தக்க முன்னேற்றத்தைக் குறிக்கிறது.
• இயங்குமுறை:
  சீரான துகள் அளவு, பெரிய துகள்களுக்கு இடையேயுள்ள இடைவெளிகளில் சிறிய துகள்கள் நிரம்பும் நிகழ்வைக் குறைத்து, “துகள் இணைப்பு” விளைவைத் தவிர்ப்பதன் மூலம் காற்றோட்டத் தடையைக் குறைக்கிறது.

நுண்ணிய துகள்களின் உள்ளடக்கம் (<0.5 மிமீ)

• முக்கியமான வரம்பு:
  நுண்ணிய துகள்களின் விகிதம் 10 சதவீதத்தைத் தாண்டும்போது, ​​ஊடுருவும் தன்மை கடுமையாகக் குறைகிறது.
• அளவுசார் உறவு:
  நுண்ணிய துகள்களின் அளவு ஒவ்வொரு 5% அதிகரிக்கும்போதும், சூளைக்குள் ஏற்படும் அழுத்தக் குறைவு ஏறக்குறைய 30% உயர்கிறது, மேலும் வாயுப் பாய்வு விகிதம் 25% குறைகிறது.
• வழக்கு ஆய்வு:
  பெட்ரோலிய கோக் எரித்தல் சூளையில், நுண்ணிய துகள்களின் உள்ளடக்கம் 8%-லிருந்து 15%-ஆக அதிகரிக்கும்போது, ​​சூளையின் தலைப்பகுதியில் உள்ள எதிர்மறை அழுத்தம் -200 Pa-லிருந்து -350 Pa-ஆக உயர்கிறது. இதனால், செயல்பாட்டைத் தொடர தூண்டப்பட்ட இழுவிசை விசிறியின் திறனை அதிகரிக்க வேண்டிய தேவை ஏற்படுகிறது, இதன் விளைவாக ஆற்றல் நுகர்வு 12% அதிகரிக்கிறது.

சராசரி துகள் அளவு (D50)

• உகந்த வரம்பு:
  D50 மதிப்பு 8 முதல் 15 மிமீ வரை இருக்கும்போது சிறந்த ஊடுருவுத்திறன் கிடைக்கிறது.
• விலகல் தாக்கம்:
  D50 ஆனது 5 மிமீ-க்கும் குறைவாக இருக்கும்போது, ​​பொருள் அடுக்கின் நுண்துளைத்தன்மை 35%-க்கும் கீழே குறைந்து, ஊடுருவுத்திறன் குறியீடு 40% குறைகிறது;
  D50 20 மிமீ-ஐத் தாண்டும்போது, ​​நுண்துளைத்தன்மை அதிகமாக இருந்தாலும், துகள்களுக்கு இடையேயான தொடர்புப் பரப்பு குறைந்து, வெப்பப் பரிமாற்றத் திறனை 15% குறைப்பதோடு, மறைமுகமாகச் சுடுதலின் சீரான தன்மையையும் பாதிக்கிறது.

II. எரித்தல் சீர்மையின் மீது துகள் அளவுப் பரவலின் அளவுசார் தாக்கம்

வெப்பநிலை பரவலின் திட்ட விலகல் (σT)

• வரையறை:
  சூளைக்குள் உள்ள அச்சு வெப்பநிலையின் ஏற்ற இறக்க வீச்சின் ஒரு புள்ளிவிவரக் காட்டி, இதில் சிறிய σT மதிப்பானது மிகவும் சீரான சுடுமுறையைக் குறிக்கிறது.
• துகள் அளவின் தாக்கம்:
  துகள் அளவு சீராக இருக்கும்போது (PDI < 1.5), σT-ஐ ±15℃ வரம்பிற்குள் கட்டுப்படுத்த முடியும்;
  துகள் அளவு சீரற்றதாக இருக்கும்போது (PDI > 2.5), σT ஆனது ±40℃ வரை விரிவடைந்து, குறிப்பிட்ட இடங்களில் அதிகப்படியான எரிதல் அல்லது குறைவான எரிதலுக்கு வழிவகுக்கிறது.
• வழக்கு ஆய்வு:
  அலுமினியம் கார்பன் சுழல் சூளையில், துகள் அளவுப் பரவலை உகந்ததாக்கி PDI-ஐ 2.8-லிருந்து 1.4-ஆகக் குறைப்பதன் மூலம், விளைபொருளில் உள்ள ஆவியாகும் உள்ளடக்கத்தின் திட்ட விலக்கம் 0.8%-லிருந்து 0.3%-ஆகக் குறைந்து, சுடுதலின் சீரான தன்மையை குறிப்பிடத்தக்க அளவில் மேம்படுத்துகிறது.

எதிர்வினை முகப்பு இயக்க வேகம் (Vr)

• வரையறை:
  பொருள் அடுக்கில் உள்ள எரித்தல் வினை இடைமுகத்தின் உந்து வேகம், எரித்தல் செயல்திறனைப் பிரதிபலிக்கிறது.
• துகள் அளவோடு உள்ள தொடர்பு:
  நுண்ணிய துகள்களின் (<3 மிமீ) விகிதத்தில் ஏற்படும் ஒவ்வொரு 10% அதிகரிப்பிற்கும், Vr தோராயமாக 25% அதிகரிக்கிறது, ஆனால் இது மிக விரைவான வினைகளையும் உள்ளூர் அதிக வெப்பத்தையும் ஏற்படுத்த வாய்ப்புள்ளது;
  பருமனான துகள்களின் (>20 மிமீ) விகிதத்தில் ஏற்படும் ஒவ்வொரு 10% அதிகரிப்பிற்கும், அதிகரித்த வெப்பப் பரிமாற்றத் தடையின் காரணமாக Vr 15% குறைகிறது.
• சமநிலைப்புள்ளி:
  துகள் அளவுப் பரவல் இருமுனைப் பரவலாக இருக்கும்போது (எ.கா., 3-8 மிமீ மற்றும் 15-20 மிமீ துகள்களின் கலவை), சீரான தன்மையை உறுதிசெய்துகொண்டே Vr-ஐ உகந்த வரம்பிற்குள் (0.5-1.0 மிமீ/நிமிடம்) பராமரிக்க முடியும்.

தயாரிப்பு தகுதி விகிதம் (Q)

• அளவுசார் உறவு:
  துகள் அளவு சீரான தன்மையில் ஏற்படும் ஒவ்வொரு 0.5 அலகு அதிகரிப்பிற்கும் (அதாவது, PDI மதிப்பில் ஏற்படும் குறைவிற்கும்), தயாரிப்புத் தகுதி விகிதம் தோராயமாக 8% அதிகரிக்கிறது;
  நுண்ணிய துகள்களின் அளவு 5% குறையும்போது, ​​குறைவாக எரிதல் அல்லது அதிகமாக எரிதல் காரணமாக ஏற்படும் கழிவு விகிதம் 12% குறைகிறது.
• தொழில்துறை தரவுகள்:
  டைட்டானியம் டை ஆக்சைடு சுழல் சூளையில், மூலப்பொருளான கோக்கின் துகள் அளவை (D50 = 12 மிமீ, PDI = 1.6) கட்டுப்படுத்துவதன் மூலம், உற்பத்திப் பொருளின் வெண்மையின் திட்ட விலக்கம் 1.2-லிருந்து 0.5 ஆகக் குறைகிறது, மேலும் முதல் தர உற்பத்திப் பொருளின் விகிதம் 75%-லிருந்து 92% ஆக அதிகரிக்கிறது.

III. விரிவான உகப்பாக்கப் பரிந்துரைகள்

துகள் அளவு கட்டுப்பாட்டின் நோக்கங்கள்:

• D50: 8-15 மிமீ (பொருளின் பண்புகளுக்கு ஏற்ப சரிசெய்யக்கூடியது);
• PDI: <1.5;
• நுண்ணிய துகள்களின் (0.5 மி.மீ-க்கும் குறைவான) உள்ளடக்கம்: 8%-க்கும் குறைவு.

செயல்முறை சரிசெய்தல் உத்திகள்:

• செறிவான துகள் அளவுப் பரவலை உறுதிசெய்ய, பல-கட்ட நொறுக்குதல் மற்றும் சலித்தல் செயல்முறைகளைக் கையாளவும்;
• சிதறிச் செல்லும் இழப்புகளைக் குறைக்க, நுண்ணிய துகள்கள் மீது முன்வடிவமைத்தல் செயல்முறையை (எ.கா., கட்டியாக்குதல்) மேற்கொள்ளுங்கள்;
• சூளையின் வகைக்கு (நீளம்-விட்டம் விகிதம், சுழற்சி வேகம்) ஏற்ப துகள் அளவுப் படிநிலையை உகந்ததாக்குங்கள்; எடுத்துக்காட்டாக, நீண்ட சூளைகளுக்குப் பெரிய துகள்களை முக்கியக் கூறாகப் பயன்படுத்தி, குறுகிய சூளைகளுக்கு நுண்ணிய துகள்களைச் சேர்க்கலாம்.

கண்காணிப்பு மற்றும் பின்னூட்டம்:

• சூளைக்குள் நுழையும் பொருளின் துகள் அளவுப் பரவலை நிகழ் நேரத்தில் கண்காணிக்க, ஆன்லைன் துகள் அளவுப் பகுப்பாய்விகளை நிறுவவும்;
• சூளைக்குள் உள்ள வெப்பநிலைப் புலத்தின் கணக்கீட்டுப் பாய்ம இயக்கவியல் (CFD) மாதிரியாக்கத்துடன் இணைத்து, துகள் அளவு அளவுருக்களையும் சுட்டெரிக்கும் முறையையும் மாறும் தன்மையுடன் சரிசெய்யவும்.