粉體混合概述——這是一個(gè)科學(xué)的實(shí)時(shí)操作過(guò)程，其目的是將不同種類的粉末均勻的混合在一起。
一、基本定義
1、粉體的定義
定義：一定尺寸的固體顆粒的集合體。
解釋：什么是粉體？生活中的食品：面粉、豆?jié){、奶粉、咖啡、大米、小麥、大豆、食鹽等；自然界中的河沙、土壤、塵埃、沙塵暴等；工業(yè)產(chǎn)品：火藥、水泥、顏料、藥品、化肥等。按照粉體工程學(xué)的分類，上述物質(zhì)都是粉體，其共同特征是：?jiǎn)蝹€(gè)顆粒具有復(fù)雜、不規(guī)則的形狀，粉體就是許許多多微小顆粒狀物質(zhì)的集合體。
2、粉體混合的定義
定義：兩種或兩種以上粉體相互攙合的過(guò)程。
解釋：參與混合的粉體在外力（重力或機(jī)械力等）作用下發(fā)生運(yùn)動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)方向的改變，隨著時(shí)間的推移使各組粉體在一定空間內(nèi)均勻分布的操作過(guò)程。
二、影響粉體混合的主要物理特性
物料粉體所具有的形狀、粒度（粒徑）及粒度分布、密度、表面性質(zhì)、休止角、流動(dòng)性、含水量、黏結(jié)性等物理特性都會(huì)影響混合過(guò)程，其中最具有影響力的是密度、粒徑和流動(dòng)性。
1、粉體的密度
1）松裝密度：粉體質(zhì)量與其自由堆積體積之比，即在小計(jì)量取樣容器中粉體自由填充的質(zhì)量與容積之比（如圖1-1）。
解釋：粉體在小容器中自由堆積時(shí)的狀態(tài)是疏松狀態(tài)，因此稱為松裝密度，是研究粉體的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)特征值。
2）振實(shí)密度：振動(dòng)結(jié)實(shí)后的粉體質(zhì)量與其堆積體積之比，即在規(guī)定條件下小容器中的粉體經(jīng)反復(fù)振實(shí)后所測(cè)得的單位容積的質(zhì)量（如圖1-2）。
3）粉體的堆積密度：在實(shí)際應(yīng)用中粉體在料桶中的密度是堆積密度，堆積密度是介于松裝密度和振實(shí)密度之間的密度。這是因?yàn)榱贤暗撞糠垠w堆積壓力大，粉體處于振實(shí)密度；料桶頂部粉體之間壓力小，粉體處于松裝密度。為了量化測(cè)算方便，我們將堆積密度定為松裝密度與振實(shí)密度的中間值。
4）通常遇到的其他稱呼還有，粉體比重，松裝比重等。
5）粉體密度對(duì)粉體混合的影響：
a、參與混合的各種粉體密度越接近就越容易混合均勻，反之會(huì)給粉體混合均勻帶來(lái)困難。比如輕、重粉混合就是一個(gè)經(jīng)典的混合難題；
b、參加混合的粉體中如果有超輕粉（密度小于0.1）就會(huì)給混合均勻帶來(lái)困難。這是因?yàn)樘p的粉末重力束縛不足而容易飄蕩起來(lái)，混合機(jī)構(gòu)不易控制它。
2、粉體的粒徑
1）粉體粒徑:表示單個(gè)粉體顆粒的尺寸，絕大多數(shù)粉體顆粒形狀都是不規(guī)則的，本書(shū)中所指的粒徑是在假設(shè)粉體形狀是規(guī)則的情況下，用粉體顆粒的近似直徑來(lái)表示。通常有兩種表示單位：微米（um）、目數(shù)來(lái)表示。
解釋：上述兩種描述的轉(zhuǎn)換關(guān)系是：
50目=300微米、100目=150微米、500目=28微米1000目=14微米、2000目=6.5微米、5000目=2.7微米
2）平均粒徑: 表示一批粉體粒徑的平均值。
解釋:多數(shù)情況下一批單一粉體其中每個(gè)顆粒的粒徑大小都有差別，并且顆粒粒徑呈現(xiàn)正態(tài)分布（如圖1-3），在實(shí)際應(yīng)用中使用的粒徑都是平均粒徑。
通常自然形成的粉體顆粒都是大小不一的（如圖1-4），并呈現(xiàn)正態(tài)分布；而人工制造或人工篩選的粉體顆粒，其粒徑一致性較強(qiáng)（如圖1-5），易于分析判斷，易于混合操作。
3）粉體粒徑對(duì)混合均勻性的影響：
a、參與混合的各種粉體粒徑越接近就越容易混合均勻；
b、粒徑太小的超細(xì)粉體（1000目以上），因?yàn)槠淞教《兊幂p盈易漂浮（重力的束縛減弱了），給混合均勻帶來(lái)困難。
3、粉體的流動(dòng)性
1）粉體流動(dòng)性：粉體在力的作用下發(fā)生移動(dòng)的能力。
解釋：表示粉體在相同力的作用下運(yùn)動(dòng)快慢的性能，一般情況下流動(dòng)性越好，粉體混合進(jìn)程進(jìn)行得就越快。
2）粉體流動(dòng)性的表示方法之一粉體堆粉角：
粉體堆粉角（也稱休止角、安息角）：用粉體自然堆積后圓錐體的斜面與水平面之間的夾角來(lái)表示粉體的流動(dòng)性，夾角越小說(shuō)明流動(dòng)性越好。
解釋：堆粉角通常也稱為休止角，是指將粉體倒在平面上，待其向四周流動(dòng)，穩(wěn)定以后其粉體表面的傾斜面與水平面之間的夾角。在實(shí)際應(yīng)用中通常用堆粉角來(lái)表示粉體流動(dòng)性，這是因?yàn)檫@種方法操作方便、直觀易于理解 （如圖1-6）。
量化表示粉體流動(dòng)性有利于深入研究粉體混合的原理。
3）粉體流動(dòng)性的表示方法之二粉體崩潰角：
粉體崩潰角：粉體在堆積過(guò)程中會(huì)因流動(dòng)性不好，出現(xiàn)不斷堆高一崩潰、堆高一崩潰的現(xiàn)象。粉體崩潰后留下的截面與水平面的夾角，稱之為粉體崩潰角（如圖1-7）。
解釋：通常流動(dòng)性好的粉體不會(huì)產(chǎn)生崩潰角，只有流動(dòng)性不好的粉體才會(huì)有崩潰角的產(chǎn)生；流動(dòng)性不好的粉體通常會(huì)同時(shí)存在崩潰角和堆粉角。
4）粉體流動(dòng)性的表示方法之三霍爾流速儀檢測(cè)：
霍爾流速儀檢測(cè)粉體流動(dòng)性的方法是：指一定量粉末流過(guò)規(guī)定孔徑的標(biāo)準(zhǔn)漏斗所需要的時(shí)間來(lái)表示流動(dòng)性。通常采用的單位為S/50g，其數(shù)值越小說(shuō)明該粉末的流動(dòng)性越好。
霍爾流速儀通常用于檢測(cè)密度較大、流動(dòng)性較好的金屬粉末流動(dòng)性。而密度較小、流動(dòng)性較差的粉末如食品、醫(yī)藥、化工等粉體不適用，其原因是這些粉體的流動(dòng)性不好，不容易通過(guò)霍爾流速儀的檢測(cè)孔，導(dǎo)致檢測(cè)失敗。
5）影響粉體的流動(dòng)性的因素：
a、粉體顆粒表面粗糙度：粉體顆粒表面的粗糙度越大，粉體運(yùn)動(dòng)的摩擦力就越大，粉體的流動(dòng)性就越差（如圖1-9），反之亦然（如圖1-10）；
b、粉體顆粒的形狀：通常粉體顆粒的形狀有，近似圓球狀、破碎石子狀、樹(shù)枝狀、片狀等等，形狀越復(fù)雜對(duì)粉體運(yùn)動(dòng)的阻礙就越大，流動(dòng)性越差（如圖1-9），形狀越是接近圓形的粉體顆粒其流動(dòng)性就越好（如圖1-10）；
c、粉體質(zhì)量：因?yàn)榉垠w的流動(dòng)性是建立在重力作用下檢測(cè)的，在其他條件相同的情況下粉體的密度越大其重力作用越強(qiáng)，粉體的流動(dòng)性越好；
d、粉體的潮濕、板結(jié)：當(dāng)粉體受潮以后含水量增加就會(huì)影響其顆粒表面的摩擦力，從而影響粉體的流動(dòng)性變差；
e、粉體的粘連、吸附：當(dāng)粉體顆粒之間因?yàn)殪o電、磁性等原因產(chǎn)生吸附粘連現(xiàn)象，也會(huì)因其摩擦力增加而降低流動(dòng)性。
6）粉體流動(dòng)性對(duì)混合均勻的影響：
a、只有流動(dòng)性適中的粉體才有利于混合均勻。經(jīng)驗(yàn)表明堆粉角介于22°～32°的粉體屬于流動(dòng)性適中的粉體；
b、流動(dòng)性差的粉體（含有崩潰角的粉體）不容易混合均勻，這是因?yàn)樵谕瑯訖C(jī)械力的作用下流動(dòng)性越差，粉體移動(dòng)距離越短、混合效率越低；
c、流動(dòng)性特別好的粉體更不容易混合均勻。這是因?yàn)樵谕饬Φ淖饔孟路垠w流動(dòng)性越好其移動(dòng)速度就越快，這時(shí)會(huì)產(chǎn)生重粉移動(dòng)距離遠(yuǎn)、輕粉移動(dòng)距離近的現(xiàn)象，造成粉體偏析，即使延長(zhǎng)時(shí)間也不能提高其混合的均勻性，造成粉體的二次偏析。
7）粉體流動(dòng)性小結(jié)：
粉體流動(dòng)性就是粉體運(yùn)動(dòng)的能力，粉體流動(dòng)性用粉體的堆粉角表示既直觀方便又能夠量化描述。
在混合工藝中，粉體流動(dòng)性對(duì)混合均勻度的影響并不是線性的，可用下圖表示。
從圖1-11中可以看出，在流動(dòng)性不好的A區(qū)混合均勻有一定的困難，原因是：粉體的流動(dòng)性不好，粉體流動(dòng)緩慢；在流動(dòng)性較好的B區(qū)是最容易混合均勻的區(qū)域；在流動(dòng)性過(guò)好的C區(qū)反而是最不易混合均勻的區(qū)域，原因是：因?yàn)榱鲃?dòng)性過(guò)好，條件不同的粉體在運(yùn)動(dòng)時(shí)容易產(chǎn)生二次偏析。
15890653239
0371-62621111
金合雙動(dòng)微信公眾號(hào)
中文
下一篇