В ходе изучения рабочего процесса молотковой дробилки было выявлено, что в дробильной камере воздушно-продуктовая смесь движется по поверхности решета и деки рыхлым слоем со скоростью, равной половине скорости молотков, причем скорость этого слоя у поверхности сита и деки 18‒22% от окружной скорости молотков [1]. Радиальная и осевая составляющие во много раз меньше окружной скорости, поэтому ими можно пренебречь [4].
В процессе движения частицы диаметром d cp (рис. 1) на нее будут действовать силы: RT – сила тяжести, направленная вертикально вниз, RA – сила аэродинамического потока, RЦ – центробежная сила, RС – сила лобового сопротивления, RВ – толкающая сила со стороны воздушно-продуктового слоя. Результирующая всех сил R запишется в виде:
Так как сила тяжести RT очень мала по сравнению с другими силами, то ей можно пренебречь.
где m – масса частицы; kп – коэффициент парусности; Vв – скорость воздушного потока в отверстии решета.
где r – радиус кривизны решета; V – окружная скорость частицы. Так как движение частицы по поверхности решета равномерное, то:
Выразив массу частицы m через ее плотность ρ и диаметр dcp получим:
Рассматривая прохождение частицы 1 через отверстие решета с радиусом кривизны r (рис. 2) в сечении, совпадающим с плоскостью вращения ротора, пограничным условием прохождения частицы 1 диаметром d ср возле кромки А примем положение, при котором траектория движения ее центра масс будет направлена на кромку B (частица 2).
Запишем неравенство, при соблюдении которого произойдет эвакуация частицы:
где y – координата движения центра тяжести частицы 1.
где АВ – продольный размер отверстия решета.
Для нахождения уравнения движения центра тяжести y воспользуемся системой уравнений:
где h – начальная координата центра тяжести частицы 1. Здесь:
где dmax – максимальный диаметр частицы.