專題講座：破碎機的物料粉碎系統

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摘要：本節我們主要講述破碎機的兩個粉碎系統特點：破碎機的非線性作用機制及系統的漲落導致有序。

這節我們主要講述破碎機的的非線性作用機制與漲落導致有序。

1.破碎機的非線性作用機制

所謂非線性系統，主要指廣義流和廣義力之間為非線性關系。顎式破碎機在進行物料粉碎時，不論是外界對物料的作用還是物料顆粒之間的相互作用，顯然都是非線性的。

對于顎式破碎機，在物料粉碎過程中系統的廣義力主要是動顎對物料的破碎力，其廣義流則主要是破碎腔中物料的流動。廣義力和位移之間的關系是非線性的，而位移的大小又直接決定著破碎腔中物料的流動。在系統內部，物料顆粒之間也存在著類似的關系。這就是說無論在系統內部還是在系統與環境之間都存在著非線性作用機制。

2.漲落導致有序

漲落的存在是一切實際系統的固有特性。按尺度差別，漲落可分為小漲落、大漲落和巨漲落。由于條件變化，漲落可以放大，也可以衰減。漲落是對穩定性的挑戰。不同的漲落對系統的影響和作用是不同的。

平衡態附近只能產生小漲落，它們是對均值的一種小的擾動或修正。當系統偏離平衡態但仍處于線性區時，最小熵產生原理保證系統具有使漲落衰減的機制。而在遠離平衡態時，漲落不可能被衰減，而會放大到與均值相同的數量級。

漲落描述的是系統組分之間的一種相關運動，漲落的尺度就是相關的尺度。不同漲落描述的不同關聯方式既相互競爭，又同原來的結構競爭。當漲落較小時，它會隨機生滅，不同漲落之間聯系微弱，不能形成宏觀尺度上的關聯。一旦控制參數逼近臨界值，情況就將發生根本變化，關聯尺度迅速增大，系統組分之間建立起聯系，漲落急劇放大，不同漲落之間聯系強化，就會形成宏觀尺度上的巨漲落。

對于顎式破碎機，動顎對物料系統周期性的作用，是導致系統出現漲落的直接原因。當工作行程即將開始時，破碎腔內充滿了相對松散的物料，物料系統處于平衡狀態。工作行程一開始，平衡即被打破，隨著動顎行程的增大，物料系統內的應力不斷提高。而當物料顆粒之間發生錯動時，應力將會在短時間內下降。這就是發生在平衡態附近線性區內的小漲落。當動顎行程進一步增大時，系統內的應力進一步增大，系統內部分顆粒首先出現裂紋或塑性變形，系統內的應力將出現較大的波動，可以將其視為較大的漲落，隨著動顎行程的再增大，子系統之間的關聯尺寸亦迅速增大，相干作用不斷增強。當動顎行程達到某一臨界值時，系統內的應力達到最大，超過臨界后，系統內多數物料顆粒被粉碎，應力隨之迅速下降，這就是一種巨漲落。正是這種巨漲落，使系統內的物料從粒級比較雜亂的無序狀態，達到粒級為一定的有序狀態。

綜上所述，以顎式破碎機為例的物料系統是開放系統，滿足遠離平衡態、內部主要作用機制為非線性、漲落導致有序等條件，因而在粉碎過程中形成耗散結構。

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