粉體流動(dòng)性的表征方法經(jīng)過(guò)幾十年的研究,發(fā)展了多種粉體流動(dòng)性的測(cè)量方法,常見的有休止角法、HR法、比表面積法、卡爾指數(shù)法、Jenike法等。
流動(dòng)性測(cè)試儀
1、休止角法
休止角,又稱為安息角、自然坡度角等。休止角的意義指顆粒堆積層的自由表面,在靜止?fàn)顟B(tài)下可以形成的zui大角度。它可以間接測(cè)量出粉體的摩擦力,并且通過(guò)休止角度數(shù)表征粉體流動(dòng)性的好壞:流動(dòng)性優(yōu)(25°~30°);流動(dòng)性良(31°~35°);流動(dòng)性好(36°~40°);流動(dòng)性合格(41°~45°);流動(dòng)性差(46°~90°)。在上世紀(jì)有很長(zhǎng)一段時(shí)期,僅僅簡(jiǎn)單地通過(guò)粉體的休止角來(lái)表征粉體流動(dòng)性的好壞。休止角的測(cè)定方法分為4類:固定圓錐槽法、固定漏斗法、轉(zhuǎn)動(dòng)圓柱體法、傾斜箱法。這種辦法雖然簡(jiǎn)單便捷,但是帶有較大的經(jīng)驗(yàn)性,在實(shí)際測(cè)試操作中,流動(dòng)情況很不理想,經(jīng)常在料倉(cāng)中產(chǎn)生嚴(yán)重的堵塞(結(jié)拱或形成管斗)。休止角對(duì)顆粒的流動(dòng)性影響zui大,休止角越小,顆粒的流動(dòng)性越好。
2、卡爾指數(shù)法
Carr測(cè)定法是經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,綜合評(píng)價(jià)了粉體流動(dòng)性的諸多影響因素,經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)而提出的應(yīng)用休止角、平板角、凝聚度、壓縮率、均齊度五項(xiàng)指數(shù),用得分制的數(shù)值方法表示粉體流動(dòng)性的方法。該方法直接用經(jīng)驗(yàn)測(cè)量法測(cè)定,簡(jiǎn)單實(shí)用,不僅適用于流動(dòng)性好的粉末顆粒,而且適用于流動(dòng)性差、附著性強(qiáng)、有團(tuán)聚傾向的粉體,適用范圍較廣。通過(guò)測(cè)定樣品的上述幾項(xiàng)流動(dòng)性指數(shù),把試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行累加,即可得到卡爾指數(shù)??栔笖?shù)法的缺點(diǎn)是,不能深入分析粉體流動(dòng)性,并且目前的測(cè)試方法誤差還比較大,測(cè)試的穩(wěn)定性尚有待解決。
3、HR法
HR定義為粉體的振實(shí)密度與松裝密度之比,該比值反應(yīng)了粉體的壓縮性和流動(dòng)性。用HR值來(lái)表征粉體流動(dòng)性大小的方法即為HR法,HR值越小,粉體壓縮性越弱,流動(dòng)性越好;反之亦然。與休止角法相同,HR法也被認(rèn)為是一種描述粉體流動(dòng)性zui簡(jiǎn)便的方法,具有較大的主觀性和經(jīng)驗(yàn)性。
4、Jenike法
在Carr指數(shù)法的基礎(chǔ)上,以粉體力學(xué)理論為基礎(chǔ),Jenike提出了一整套表示料倉(cāng)內(nèi)粉體流動(dòng)性的參數(shù)和料倉(cāng)定量設(shè)計(jì)的方法及理論。Jenike的測(cè)試結(jié)果對(duì)粉體特性的反應(yīng)較為準(zhǔn)確,但是也有其弊端,即測(cè)試需要的粉體數(shù)量較大,并且測(cè)試儀器非常精密,測(cè)試過(guò)程要求嚴(yán)格、操作復(fù)雜,測(cè)試數(shù)據(jù)較多。Jenike法也不能反應(yīng)出粉體顆粒的粒度組成,不適用于有毒、微量粉體的測(cè)試。Jenike測(cè)試粉體物料的儀器主要有壓縮性測(cè)定儀、流動(dòng)性能測(cè)定儀和透氣性測(cè)定儀。但是,對(duì)于大多數(shù)粉體,主要用有效內(nèi)摩擦角、壁摩擦角、內(nèi)摩擦角、容重和無(wú)側(cè)界屈服強(qiáng)度等5個(gè)性能指標(biāo)來(lái)表示流動(dòng)性能。
5、比表面積法
通過(guò)采用比表面積測(cè)定儀測(cè)定分體的比表面積,來(lái)表征分體的流動(dòng)性。該方法局限性明顯,單純采用比表面積值僅僅能表示顆粒的總體粗細(xì)水平,但不能反應(yīng)顆粒群粒度分布狀況,并且測(cè)試方法操作較復(fù)雜。