1然而，超细气流粉碎机的工作，又与后续设备和管道形成的背压大小紧密相关，其背压的形成与分布，不但与装置*后部的引风装置相关，而且与超细气流粉碎机之后的设备与管道的阻力降相联系。过大的背压将大大影响粉碎的效果，严重时还会破坏超细气流粉碎机的正常操作。
同时，在超细气流粉碎-分级系统中，如1所示，因分级机的入口与气流粉碎机的出口相连接，气流粉碎机的工况（特别是出口压力） ，毫无疑问将直接影响分级机的工作，从而影响分级机的分级精度和产品的粒径。
在超细气流粉碎-分级系统中，还必须配备引风机，它通常安排在分级机的下游，引风机的技术参数，特别是压力参数，毫无疑问必将影响整个系统的工作性能。
本文针对超细气流粉碎-分级系统中*重要的参数之一DD压力参数，研究系统中压力参数的大小与分布及其相互影响，使其在*优工况下工作，以获得*佳的粉碎效果。
2粉碎机喷射压力与产品粒径的关系
超细气流粉碎*常采用的工质是压缩空气和过热蒸汽。
在特定结构的气流粉碎机中，对某一物料进行气流粉碎，随着工质压力的提高，粉碎产品的粒度不断变细，这是因为工质压力提高后，颗粒由于工质压力能转变为变形能迅速增加而产生的结果。如2所示。较高的工质压力，可获得较小的产品粒径。但是，当p > 0. 7M Pa时，颗粒粒径的减小趋势渐缓，这主要是由于随着颗粒粒径的减小，颗粒中的初始裂纹明显减少，因而颗粒抗压强度剧增而难以破裂。有鉴于此，气流粉碎必然存在粉碎极限，即过高的粉碎压力带来的能耗增加难以从产品粒度的进一步变细中获得补偿，这正是超细气流粉碎装置通常配备一般工业压缩机的理由所在，即压缩空气的压力大多在0. 8M Pa以下，过热蒸汽压力则常在0. 8～1. 7MPa范围内。对于一些易解磨的物料，入口压力甚至在0. 5MPa以下。
喷射压力的大小，取决于物料的可粉碎性和成品的粒度要求，显然对于那些难以粉碎的物料或成品粒度要求很高的物料，喷嘴的入口压力p1要选得高些；反之， p1则可以选得较低。
3喷射压力与喷嘴流速和引射压力的关系
3. 1喷射压力与喷嘴流速
不论何种类型的超细气流粉碎机，都离不开喷嘴这一*为关键的部件。研究表明，当喷嘴为渐缩型喷嘴时，工质入口压力p 1达到某一临界压力值时，出口速度u 2便也达到临界值，再继续增大入口压力p1， u2不再增大。
p1= p2/ （2 k+ 1）k k- 1 = p 2
式中为临界压强比，对于压缩空气k= 1. 4，= 0. 528；对于过热蒸汽k = 1. 3， = 0. 546；p2为喷嘴出口附近的背压或出口压强。
当喷嘴为超音速型喷嘴时，多余的压强将在喷嘴出口处全部转变为速度，使喷射气流的出口马赫数M2 > 1，即变成超临界速度。这种喷嘴应用在喷射式气流粉碎机上，可产生更大的粉碎力，降低动力消耗。但是，这种喷嘴要求的工质入口状态参数严格，一切偏离设计状态的工况都会大幅降低喷射气流的动能。此外，其设计技术较复杂，制造也较困难，在现代超音速气流粉碎机设计中，通常取M 2> 2. 5.
由式可知，对于渐缩型喷嘴，只有当出口压强p2= p1时，才能达到音速；或者说，当喷嘴出口压强p2一定时，只有入口压强p 1= p2/时，才能达到音速。对于缩扩型超音速喷嘴，由于工质在临界截面（喉部截面）处达到临界速度和临界压力，在随后的流动过程中压强下降、速度上升，在喷嘴出口处就达到了超音速。
3. 2喷射压力与引射压力
这里研究的引射压力，是指喷射式加料器的加料工质压力。研究指出，加料工质压力应以物料刚刚能被送进超细气流粉碎机内为限，过低的引射压力，肯定无法加料，还会造成返料从而严重污染环境；但过高的引射压力则会严重影响粉碎与分级效果。通过流场摄影研究看出，对于扁平式超细气流粉碎机而言，原来清晰可见的粉碎-分级交界圆面，当引射压力过大时，立即出现界面模糊，流场紊乱，粗细颗粒混杂，粉碎与分级效果恶化。这一研究指出，试图过大增加引射压力，以求产生附加粉碎效果和远离返料工况的操作是错误的。为了探明喷射压力与引射压力的关系，通过装置，即可得出两者的研究结果。
需要指出的是，引射工质入口压力p y通过引射器后，也有一个节流过程，引射工质压力将下降。显然，粉碎内腔中的压力不可以高于引射器的出口压力，否则将导致返料。当喷射压力p1变化时，粉碎内腔中必然建立一个较小数值的压力场，引射器出口工质必须达到或稍高于此压力场，此时的引射压力即为操作时必须控制的压力py.粉碎室压力场pb可分别在p1和py作用下由差压计测取。数据见1.
由1可知，根据“刚能进料”的原则，当喷射压力p1 = 0. 60M Pa，此时粉碎室压力为138mmHg（ 1mmHg= 133. 322Pa，下同） ，引射室的工质压力应选择p y= 0. 40M Pa，此时粉碎室压力为140mmHg，这是*适宜的加料压力。
其它关系均可由1对应查出。
4粉碎机背压对系统粉碎性能的影响
4. 1影响气流粉碎机背压的因素
在超细气流粉碎-分级系统装置中，气流粉碎机的背压必将受到下列因素的影响：
（ 1）超细气流粉碎机的喷嘴喷射压力和物料引射器的工质压力；（ 2）超细气流分级机中引入的二次风和三次风的工况；（ 3）扩散式旋风分离器和袋滤器的流体阻力降；（ 4）引风机（涡流泵）的性能与操作工况（蝶阀与旁路阀的开启程度） ；（ 5）引风机上游各设备管道的阻力降。
显然，*下游设备引风机在吸入口所建立的负压，将向上游设备（袋滤器D扩散式旋风捕集器D离心式超细空气分级机D超细气流粉碎机）依次递减，此时，超细气流粉碎机的背压，其数值的大小将直接影响对物料的粉碎效果。
如果粉碎机出口的粉碎粒径不含有产品要求的细颗粒，则分级机再工作已失去意义。只有将物料粉碎至理想程度，此时分级机才可以分离出所要求的产品粒径。
研究证明：分级机的转速对系统压力的影响，与上述因素相比，其数值是很小的，因此系统装置的设计，主要是控制好上述影响因素，才可以建立起能正常工作的装置。
4. 2背压对粉碎性能的影响
改变不同的压力工况：喷射压力、引射压力、正压供应的二、三次风和引风机入口压力，再测取各种工况下的粉碎室压力与粉碎产品粒度的关系，即可判断背压对粉碎性能的影响。
通过研究分析和综合有关学者的研究成果，可以归纳出如下规律：
（ 1）只通过喷射工质或只通过引射工质时，粉碎室的背压如1所示，即随着工质压力的增加，背压在逐渐上升；（ 2）在正常操作下，同时通过喷射工质和引射工质时（例如： p1= 0. 60M Pa， p y=0. 40M Pa；和p1= 0. 70M Pa， p y= 0. 48M Pa） ，粉碎室背压一般维持在55～60kPa范围内；（ 3）随着粉碎物料的投入，背压急剧下降，但当投料量增加到一定数值时，背压的下降趋势趋缓，并维持在一稳定值，此时背压在15～20kPa；（ 4）在上述背压变化的范围内，粉碎室的背压越高（此时的投料量较小） ，则粉碎产品的粒径越小。这就启示为了获得更小的粉碎产品粒径，可以通过减小投料量来操作。但当投料量小到一定限度时，粉碎产品的粒径并不能显著减小，甚至没有粉碎效果，这是因为由于粉碎室中颗粒过分稀少，颗粒碰撞的概率明显下降所致；（ 5）若使用的流体工质是过热蒸汽（通常p1= 1. 10～1. 40M Pa） ，粉碎产品的粒径采用上述空气工质时获得的粉碎产品粒径要小（物料供给量相同时） ；（ 6）不论是空气工质或是过热蒸汽工质，都有一个喷射压力低限，若小于这个低限压力，则粉碎能力下降，粉碎产品粒径急剧变大，并且产品粒度不均匀。因此，虽然喷射压力是影响粉碎产品粒径的重要参数，但维持必要的压力也是很重要的。
5分级机内腔压力场与粉碎性能的关系
如1所示，分级机处于气流粉碎机之后，经过气流粉碎后的气固两相流，就是分级机的入口物料流，粉碎机的背压必然直接影响分级机内腔的压力场；分级机下游的设备是捕集系统和引风机，引风机所建立的负压系统又直接影响到分级机内腔的压力场。因此，作为保证产品粒径的分级机内部的速度场和压力场与上述背压和负压有关。
5. 1系统中分级机的压力场研究方法
本研究采用数值计算与实验测定相结合的方法，研究分级机内腔的速度场和压力场。数值计算采用PHOENICS流体力学计算程序，并作如下假设：
（ 1）分级机内腔流场为充分发展流，流场视为对称分布。由于分级机内腔属于回转体，因此，经过较长时间的运行后，其内部气流场将达到稳定轴对称分布。
（ 2）不考虑分级机机身的传热影响。
（ 3）忽略气流切向入口对附近流场形成的三维影响。计算截面选在远离入口、与入口处成180°的地方。事实上，入口仅影响其附近较小的空间区域。
（ 4）气流场不可压缩，贴近壁面的气流满足无滑移理论。
流场测定是为了验证计算流场的正确性和直观地了解分级机内腔的速度场和压力场分布。本研究采用WW6- 6弯头五孔球形探针，测定的信号经空间坐标变换和数据处理，同一点的速度和压力测定各3次并取平均值。
5. 2分级机内腔压力场的分布与结论
分级机内腔压力场的计算值与测量值如4所示，图中R为分级机内壁半径， r o为分级机转子外径， r为分级区被测点的半径， （ r- r o） /（ R- r o） = 0为转子表面， （ r- r o） / （ R- r o） = 1为机体壁面。由4可得出如下结论：
（ 1）整个分级机内腔流场，由于转子的转动及后续旋涡气泵的抽吸，完全处于负压状态，在筒体壁面处，压力*大，随着径向位置向转子的移动，压力值逐步减小（即*高负压）。转子的高速转动，使压力有所下降，但压力分布的趋势没有变化，负压在80mmHg.
（ 2）以白云石为粉碎物料，原料粒度D 50 = 36. 45 m.经一次粉碎后的粒度D 50 = 4. 18 m.经分级后，在*小误差粒级分级效率为7. 8%下的分级粒径为2. 25 m，产品的粒度分级粒径D 50 = 0. 9～1. 5 m.
（ 3）上述压力场分布，符合“减压分级原理”，由于负压的存在，促使气体分子的平均自由行程长度增加，使得气固两相流中颗粒遭受的阻力减小，减压分级对超细颗粒的分级比正压或常压更为有利。
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