粉體的流動性及堆積行為的研究是粉體工程的基礎(chǔ),是聯(lián)系粉體材料性質(zhì)與許多關(guān)于粉體技術(shù)的單元操作的紐帶,比如粉體儲存、給料、輸送、運輸、混合等。
粉體之所以流動,其本質(zhì)是粉體中粒子受力的不平衡,對粒子受力分析可知,粒子的作用力有重力、顆粒間的黏附力、摩擦力、靜電力等,對粉體流動影響最大的是重力和顆粒間的黏附力。
具體到相關(guān)參數(shù),則包括顆粒的種類、平均粒度、粒度分布、濕含量、顆粒形狀、比表面積、密度、存儲時間和顆粒間相互作用等。
1粉體粒度與粒度分布
粉體粒度是指其顆粒大小在空間范圍所占據(jù)的線性尺寸,粒度分布是指若干個大小順序排列的一定范圍內(nèi)顆粒量占顆粒群總量的百分?jǐn)?shù),主要通過簡單的表格、圖形或函數(shù)的形式給出。
激光粒度儀是一種常用的粒度及粒度分布測試儀,粒度分析儀通常把D(3,2),D(4,3)以及D(50)的數(shù)值一起參考,D(3,2)和D(4,3)的值越接近,說明樣品顆粒的形狀越規(guī)則,粒度分布越集中。
2粉體濕含量
當(dāng)含有少量水分時,水分被吸附顆粒表面,以表面吸附水的形式存在,對粉體的流動性影響不大。水分繼續(xù)增加,在顆粒吸附水的周圍形成水膜,顆粒間發(fā)生相對移動的阻力變大,導(dǎo)致粉體的流動性下降。當(dāng)水分增加到超過最大分子結(jié)合水時,水分含量越多其流動性指數(shù)越低,粉體流動性越差。
3顆粒形態(tài)
顆粒的形態(tài)包括顆粒三維形狀和顆粒表面形態(tài),三維形狀主要通過諸如球形度等形狀因數(shù)來表示,顆粒表面形態(tài)主要采用進(jìn)行直觀觀察。粒徑大小相等,形狀不同的粉末其流動性也不同。顯而易見,球形粒子相互間的接觸面積最小,其流動性最好。針片狀的粒子表面有大量的平面接觸點,以及不規(guī)則粒子間的剪切力,故流動性差。
4粉體間相互作用
粉體間的摩擦性質(zhì)和內(nèi)聚性質(zhì)對粉體的流動性同樣有著很大的影響。粒度和形態(tài)不同的粉體,其內(nèi)聚性和摩擦性對粉體流動性的影響程度是不同的。
當(dāng)粉體粒度較大時,粉體流動性主要取決于粉體的形貌,因體積力遠(yuǎn)大于粉粒間的內(nèi)聚力,表面粗糙的粉體顆?;蚴切螒B(tài)不均勻的粉體顆粒的流動性都較差。
當(dāng)粉體顆粒很小,粉體的流動性主要取決于粉體顆粒間的內(nèi)聚力,此時的體積力遠(yuǎn)小于顆粒間的內(nèi)聚力。
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