哪些因素影响了粉体流动性?
粉体由颗粒组成,通常包含气体和一定程度的水分。当颗粒间相互运动时,粉体发生流动。
粉体流动性受颗粒性能如粒径、形状、表面粗糙度和静电的影响,也受外部因素如充气、固结和湿度的影响。粉体的流动特性对于工业生产极其关键,但却非常复杂,也很难建立数学模型。
图1. 影响粉体流动性的变量
常见的误区是觉得单凭流动性可以判断粉体的整体行为,并且流动性是独立的属性,可以用单个参数进行量化。事实上这些理论都不全面,这也是为什么我们很难解释粉体行为的根本原理。假设在玻璃罐内有一堆松散的粉体,翻转罐子时可以观察到粉体的流动变化。或者将罐子在硬面上敲击几下,看看它会有多大的变化。粉体松装、振实两种状态的差异是整体特性的表现。如果是干沙砾,那么敲击前后非常相似。然而,如果是面粉,那么敲击后的流动状态会明显变差。可见单一参数,或仅仅考察颗粒粒径、形状等物理特性,并不能解释流动行为的具体变化。
粉体流变学
为什么需要测量粉体的流动性?
粉体作为各个行业加工过程中不可或缺的一部分,约占所有成品的80%。尽管在许多应用中都很常见,但在产品研发、生产和质量保证方面仍然存在挑战。粉体往往在加工前或加工中面临储存、运输和处理等过程。例如储存过程,粉体会发生固结或结块,更难流动。而当通气或从料斗下料时,空气计入粉体使得颗粒分离,减小了流动的阻力。通常,固结粉体需要大约充气状态100倍的能量才能发生流动;对于流化状态的粉体,这可能是1000倍以上。
因此,需要模拟与加工或应用相关的环境和应力条件,测量这些条件下粉体的行为,并获得相应的数据,这是非常关键的。
图2.食品乃至喷涂等行业加工过程中广泛应用粉体。
粉体的应用
如何测量粉体流动性?
粉体流变仪™的动态测试,通过测量粉体运动所需的能量,直接量化了不同应力条件下粉体的流动性能。粉体流变学在过去十年间取得了巨大进步,我们不断深入理解不同粉体如何测试,以及测试结果如何支持加工生产。一系列研究都证明了测试与加工过程的精准关联性,最终能够优化工艺和产品性能。
FT4粉体流变仪介绍
更多参考
- 《粉体简介》解释了粉体如何以及为何表现出特定的行为,同时这种行为怎样影响到粉体流动。
- 《料斗设计的工具》分析了料斗设计相关的问题,并用实例演示了FT4粉体流变仪的软件从原料评估到确定规格整个简化的过程。
- 《开发模具填充操作的设计空间》说明了理解粉体流动性和加工性能间的关系,使得填充灌装设备的参数与特定处方相适配。
- 《高效粉体测试带来的收益》总结了我们的技术如何帮助用户实现高效生产。经验表明通过提高研发到生产的效率,FT4有助于更好地理解粉体的流动性,最终提高生产效率。