粉体的流动性

目的与意义
▪ 熟悉测定粉体流动性的测定方 法及影响流动性的因素
寻找改善流动性的方法
测量方法
测量参数 测量装置
静态法
休止角法、内摩擦角法 壁摩擦角法、滑动角法
动态法
小孔流出速度法、旋转圆筒法 粉末流速计法等
测量切向力与法向力的关系（得剪切方程）
剪切类
剪切仪 Jenike仪
流动类
测量一定条件下粉体流动的速率或流出的时间
从上两式可得粉体的开放屈服强度fc为
fc
=
2 cosi 1 sin i
c
2-40
• 0 =0，fc=0
• 0 不等于0，fc=常数
fc随0 的增加而增加
粉体的流动性
由式得：Molerus I 类粉体的开放屈服强度为0，即 Molerus I 类粉体不结拱；
Molerus II 类粉体的开放屈服强度为常数，与预压 缩应力无关；
在卸料过程中，仓内物料全部处于均匀下降的运动状态，这种仓流 状态称为全流式流动或整体流。 若只有料仓的中心部分产生料流，而其他区域的物料停滞不动，流动 的区域呈漏斗状，流动沟道呈圆形截面，其底部截面大致相当于卸料 口面积，这种仓流状态这种仓流状态称为穿流式流动或漏斗流。
整体流仓内没有死角，流 动均匀且平稳，能把粒度 分离的物料重新混合。整 体流需要增加料仓高度， 增加仓壁的磨损。 漏斗流对仓壁磨损较小， 但不会使物料粒度分离。 它是局部性的流动，存在 大量的死角，减少了料仓 的有效容积。 漏斗流是一种有碍生产的 仓流状态，而整体流才是 料仓正确设计的合理结果。
= r0 fc z sin sin 2
2-44
D0
=
2 r0 sin
=
2 fc sin 2 B g
2-45
Dmax
=
2 fc
B g
2-46
Dmax
= (2 0.00467 ) fc Bg
2-47
4、粉体流动性的影响因素与改善方法
1.增大粒子大小 ▪ 对于粘附性的粉状粒子进行造粒，以减少粒子间
◆ 拱应力分析
取图中的微元进行力学分析： 拱重可以近似为：
θ
Warch = (r0 sin )2 zB g
2-42 与自由表面垂直的面上的作用力：
Fconf = (2 r0 sin )( z cos ) fc
2-43
Fconf , = (2 r0 sin )( z cos ) fc sin
Molerus III 类粉体的开放屈服强度随预压缩应力的 增加而增加，即拱的强度随预压缩应力的增加而增 加。
3、 W.Jenlike粉体流动函数
水泥粉体物料是不均匀的，是无限多种粒度、形 状和空隙的组合体，因而我们可以用连续介质的方
法进行分析研究。 W.Jenike等人提出了粉体的连 续介质塑料模型，并发展了流动—不流动的判据， 创建了一套科学地表示散状物料流动性能的指标， 并且根据散状物料流动理论导出一套能根据所测得 这些流动性的指标设计料仓等容器的实用方法。
粉体的流动性
的接触点数，降低粒子间的附着力、凝聚力。 2.粒子形态及表面粗糙度 ▪ 球形粒子的光滑表面，能减少接触点数，减少摩
擦力。 3.含湿量 ▪ 适当干燥有利于减弱粒子间的作用力。 4.加入助流剂的影响 ▪ 加入0.5%～2%滑石粉、微粉硅胶等助流剂可大
大改善粉体的流动性。但过多使用反而增加阻力。
粉体流动性的测定
s =t=0
t =0
粉体的流动性
2、粉体的开放屈服强度
使拱破坏的最大正应力。是粉体的物性，称为开 放屈服强度或者应力。
由图2-27 的几何关系可得
OA
1 2
fc
=
fc
2sin i
2-38
OA
1 2
fc
=
fc
2sin i
拱自由表面的应力状态 s = t = 0
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OA = c
tan i
2-39
三、粉体的流动性
▪ 在粉体生产、制造、加工过程中，常 需要进行粉体物料的储存、输送等操 作。
▪ 粉体结拱是生产中的常见问题。直接 影响到粉体的流动特性，乃至于影响 到产品质量。
▪ 因此，实际要求尽可能地避免拱的产 生。
研究粉体流动性的意义
粉体的流动性在粉体工程设计中应用范围 很广，粉体的流动性对其生产、输送、储 存、装填以及工业中的粉末冶金、医药中 不同组分的混合、农林业中杀虫剂的喷撒 等工艺过程都具有重要的意义。 在水泥厂中，许多操作过程都会涉及到粉 体的重力流动。研究粉体的流动性能，对于 粉体设备的设计，都具有十分重要的意义。
流出时间法
狭缝流速测定法
综合流动指数法
测试原理
▪ 粉体是由无数个固体粒子组成的集合 体。在制药行业中常用的粉体的粒子 大小范围为1μm~10 mm。
粉体的第一性质： 组成粉体的单一粒子的性质，如粒子的形状、大小、 粒度分布、粒密度等； 粉体的第二性质： 粉体集合体的性质，如粉体的流动性、填充性、堆 密度、压缩成形性等。
测量方法
静态法 动态法 剪切类 流动类
1、概述
▪ 粉体的流动性（flowability）与粒子的 形状、大小、表面状态、密度、空隙率 等有关。对颗粒制备的重量差异以及正 常的操作影响很大。
▪ 粉体的流动包括重力流动、压缩流动、 流态化流动等多种形式。
粉体的重力流动
什么是粉体的重力流动？ 粉粉体体颗重粒力间流的动相的互滑基移本，形必态须克服其内摩擦力。松散物料 由流态两实于动有种验自性整流表身。体动明重物流，形力料和料态克从漏仓的服料斗内料仓流特粉层中两点体内卸种物力出。料所就在具是重有依力的靠作流这用动种下性流的质动流，性动称。基为本重状力
判据：FF = s 0 / fc 水泥粉体的开发屈服强度
预压缩应力
流动函数
FF2
2< FF4
4< FF10
FF>10
自由流
粉体的流动性
Molerus I 类粉体的Jenike流动函数FF→∞；
Molerus Ⅱ类粉体的流动函数FF是与预压缩应力无 关的常数；
Molerus Ⅲ类粉体的流动函数FF与预压缩应力有关。
料仓的材料有水泥（钢 筋混凝土）、钢板和木 材。一般大型饲料厂原 料仓常采用水泥结构， 配料仓和成品仓常用厚 2～3mm的钢板制成。
料仓的形状有圆形和 方形两种，方形的在交 接处容易形成死角，而 圆形的无此弊病。但对 于仓群，方仓可相互利 用仓壁。
物料在料仓内排料情 况与料仓的形状和物料 本身的机械物理特性有 关，一般可分为排空、 “结柱”和“结拱”三 种情况。