粉體流動性分析方法及特點

發布時間: 2020-04-03 15:35:00 點擊: 481

                粉體流動性分析方法及特點

.流動性測試目的

在整個生產環節中,如:存儲或倉儲,料斗給料,管道傳輸,物料混合,造粒,不同需求的物料分級,還包括生產設備裝置的設計環節;這些環節中都離不開物料的流動特性,所以解決流動性很重要.

 

.物料流動行為:

1.粉體在料倉中流動類型

物料在料倉中的流動形式

即整體流動、中心流動、搭拱/拱架。

( 1).整體流動(先進先出)是理想的流動狀態,

( 2).其余 2種狀態均存在不同程度的問題。 中心流動又稱鼠洞(后進先出),使料倉的有效容積變小,長時間停止在料倉中的物料可能發生變質, 并且往往伴隨偏析現象;搭拱分為黏性搭拱與機械搭拱,導致物料堵塞在料倉中

如下圖所示:

 

A.整體流模型           B.中心流模型             C.拱架

 

2.料倉流動基本特性

粉體在料倉內的流動過程,實質上是粉體在重力(或壓差)作用下不斷克服粉體與粉體;粉體與料倉內壁之間的剪切應力而產生相對位移的過程。屈服軌跡是粉倉內粉流動的最基本特性。

物料中,粒度占比50%的小顆粒物料決定整個物料的流動性,大顆粒一般在表面運動.對整體物料的流動不具影響.

 

.流動分析解決哪些問題

料倉的設計方法

料倉內架拱

不均勻排出

鼠洞(鼠孔)

現象等各種相關問題的解決辦法。


.關于物料流動性評價方法

流動性是粉體力學性能中最主要的性能之一,在各種粉體操作(成型、貯存和輸送)
中有著重要的實際意義。目前對粉體的流動性還沒有一個統一的定義。由于粉體
的操作目的不同,其評價方法也各異,也就是說,不同的評價方法適用的范圍不盡相同.

1. 休止角( 安息角)

來描述和評價顆粒物料的流動性, 這種辦法帶有較大的經驗性.

2.流速

在重力作用的情況下,測定粉體從規定的容器底中流出的速度,或者測定粉體能夠
流出的最小孔徑來評價粉體的流動性,這種方法測定的粉體從容器中排出時的流動性應用比較廣泛,特別適用于粒徑較大或流動性較好的粉體.

3.Carr 指數法

Carr 通過對 2 800 種粉體試樣的測定,歸納提出了一套比較全面表征粉體流動性的方法,叫做 Carr 流動指數( Flow Index,簡稱 FI) Carr 對粉體的休止角、壓縮率、鏟板角、凝集度等 4 項指標進行測定, 將測定結果換算成表示高低程度的點數, 然后采用點加法得出總點數作為流動指數,以此來綜合評估粉體流動性。
Carr
流動指數表
流動指數 /流動性能
90
100 流動性極好,無需輔助設備,不會形成拱堆
80
89 流動性良好,無需輔助設備,基本不形成拱堆
70
79 流動性中等,無需輔助設備。如果需要,要振動
60
69 流動性一般,物料附著掛料的邊界線
40
59 流動性不好,必須攪動或振動
20
39 流動性非常不好,需更積極的攪動
0
19 流動性極不好,需特殊振動料斗
由表可以看出,

Carr 指數在一定程度上仍屬于經驗性的顆粒物料流動性描述。此外, 這種方法只能對顆粒物料的流動性進行比較, 是一種定性的描述, 對料倉等設備的設計計算不能提供足夠精確和有力的支持。

4.單軸壓縮法

在一個內壁光滑的圓柱形容器中, 均勻地填滿物料,用大小為 σ1 的垂直應力對物料進行壓,則 σ1為該物料樣本的最大主應力。之后去掉側擋板, 改用大小為 σc 的垂直應力對形成的圓柱形物料樣本進行壓縮, 使其發生破壞即發生塑性變形。σc 稱為無側限屈服應力。Jenike 將最大主應力 σ1 與無側限屈服強度 σc 的比值作為物料流動性的指標。并定義出散狀物料的流動函數 ffc , 如式( 1) 所示。流
動函數的值越大,其流動性越好。
( 1)



如何準確測出物料的無側限屈服強度 σc 和最大主應力 σ1 成為確定物料流動性的主要因素。但是在實際操作過程中, 由于對圓柱形容器及物料的填充均勻度要求非常高, 單軸壓縮很難實現。



5.Jenike剪切法

Jenike將土壤力學的理論應用到料倉設計中,建立了一套科學、有效的料倉設計理論和方法, 指出與料倉設計相關的顆粒物料流動性參數, Jenike 理論的顆粒物料流動性參數主要包括: 物料有效摩擦角和內摩擦角、物料與壁面的摩擦角、無約束屈服應力( 流動函數) 、堆積密度。

特點:

這些參數不但可以用于評價物料流動性的優劣, 更重要的是 Jenike 將這些參數引
入到料倉的設計計算中, 使得顆粒物料處理設備的設計更為準確,更符合工程實際

 

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