粉體混合概述——這是一個科學的實時操作過程，其目的是將不同種類的粉末均勻的混合在一起。
一、基本定義
1、粉體的定義
定義：一定尺寸的固體顆粒的集合體。
解釋：什么是粉體？生活中的食品：面粉、豆?jié){、奶粉、咖啡、大米、小麥、大豆、食鹽等；自然界中的河沙、土壤、塵埃、沙塵暴等；工業(yè)產(chǎn)品：火藥、水泥、顏料、藥品、化肥等。按照粉體工程學的分類，上述物質(zhì)都是粉體，其共同特征是：單個顆粒具有復雜、不規(guī)則的形狀，粉體就是許許多多微小顆粒狀物質(zhì)的集合體。
2、粉體混合的定義
定義：兩種或兩種以上粉體相互攙合的過程。
解釋：參與混合的粉體在外力（重力或機械力等）作用下發(fā)生運動速度和運動方向的改變，隨著時間的推移使各組粉體在一定空間內(nèi)均勻分布的操作過程。
二、影響粉體混合的主要物理特性
物料粉體所具有的形狀、粒度（粒徑）及粒度分布、密度、表面性質(zhì)、休止角、流動性、含水量、黏結性等物理特性都會影響混合過程，其中最具有影響力的是密度、粒徑和流動性。
1、粉體的密度
1）松裝密度：粉體質(zhì)量與其自由堆積體積之比，即在小計量取樣容器中粉體自由填充的質(zhì)量與容積之比（如圖1-1）。
解釋：粉體在小容器中自由堆積時的狀態(tài)是疏松狀態(tài)，因此稱為松裝密度，是研究粉體的一個標準特征值。
2）振實密度：振動結實后的粉體質(zhì)量與其堆積體積之比，即在規(guī)定條件下小容器中的粉體經(jīng)反復振實后所測得的單位容積的質(zhì)量（如圖1-2）。
3）粉體的堆積密度：在實際應用中粉體在料桶中的密度是堆積密度，堆積密度是介于松裝密度和振實密度之間的密度。這是因為料桶底部粉體堆積壓力大，粉體處于振實密度；料桶頂部粉體之間壓力小，粉體處于松裝密度。為了量化測算方便，我們將堆積密度定為松裝密度與振實密度的中間值。
4）通常遇到的其他稱呼還有，粉體比重，松裝比重等。
5）粉體密度對粉體混合的影響：
a、參與混合的各種粉體密度越接近就越容易混合均勻，反之會給粉體混合均勻帶來困難。比如輕、重粉混合就是一個經(jīng)典的混合難題；
b、參加混合的粉體中如果有超輕粉（密度小于0.1）就會給混合均勻帶來困難。這是因為太輕的粉末重力束縛不足而容易飄蕩起來，混合機構不易控制它。
2、粉體的粒徑
1）粉體粒徑:表示單個粉體顆粒的尺寸，絕大多數(shù)粉體顆粒形狀都是不規(guī)則的，本書中所指的粒徑是在假設粉體形狀是規(guī)則的情況下，用粉體顆粒的近似直徑來表示。通常有兩種表示單位：微米（um）、目數(shù)來表示。
解釋：上述兩種描述的轉(zhuǎn)換關系是：
50目=300微米、100目=150微米、500目=28微米1000目=14微米、2000目=6.5微米、5000目=2.7微米
2）平均粒徑: 表示一批粉體粒徑的平均值。
解釋:多數(shù)情況下一批單一粉體其中每個顆粒的粒徑大小都有差別，并且顆粒粒徑呈現(xiàn)正態(tài)分布（如圖1-3），在實際應用中使用的粒徑都是平均粒徑。
通常自然形成的粉體顆粒都是大小不一的（如圖1-4），并呈現(xiàn)正態(tài)分布；而人工制造或人工篩選的粉體顆粒，其粒徑一致性較強（如圖1-5），易于分析判斷，易于混合操作。
3）粉體粒徑對混合均勻性的影響：
a、參與混合的各種粉體粒徑越接近就越容易混合均勻；
b、粒徑太小的超細粉體（1000目以上），因為其粒徑太小而變得輕盈易漂浮（重力的束縛減弱了），給混合均勻帶來困難。
3、粉體的流動性
1）粉體流動性：粉體在力的作用下發(fā)生移動的能力。
解釋：表示粉體在相同力的作用下運動快慢的性能，一般情況下流動性越好，粉體混合進程進行得就越快。
2）粉體流動性的表示方法之一粉體堆粉角：
粉體堆粉角（也稱休止角、安息角）：用粉體自然堆積后圓錐體的斜面與水平面之間的夾角來表示粉體的流動性，夾角越小說明流動性越好。
解釋：堆粉角通常也稱為休止角，是指將粉體倒在平面上，待其向四周流動，穩(wěn)定以后其粉體表面的傾斜面與水平面之間的夾角。在實際應用中通常用堆粉角來表示粉體流動性，這是因為這種方法操作方便、直觀易于理解 （如圖1-6）。
量化表示粉體流動性有利于深入研究粉體混合的原理。
3）粉體流動性的表示方法之二粉體崩潰角：
粉體崩潰角：粉體在堆積過程中會因流動性不好，出現(xiàn)不斷堆高一崩潰、堆高一崩潰的現(xiàn)象。粉體崩潰后留下的截面與水平面的夾角，稱之為粉體崩潰角（如圖1-7）。
解釋：通常流動性好的粉體不會產(chǎn)生崩潰角，只有流動性不好的粉體才會有崩潰角的產(chǎn)生；流動性不好的粉體通常會同時存在崩潰角和堆粉角。
4）粉體流動性的表示方法之三霍爾流速儀檢測：
霍爾流速儀檢測粉體流動性的方法是：指一定量粉末流過規(guī)定孔徑的標準漏斗所需要的時間來表示流動性。通常采用的單位為S/50g，其數(shù)值越小說明該粉末的流動性越好。
霍爾流速儀通常用于檢測密度較大、流動性較好的金屬粉末流動性。而密度較小、流動性較差的粉末如食品、醫(yī)藥、化工等粉體不適用，其原因是這些粉體的流動性不好，不容易通過霍爾流速儀的檢測孔，導致檢測失敗。
5）影響粉體的流動性的因素：
a、粉體顆粒表面粗糙度：粉體顆粒表面的粗糙度越大，粉體運動的摩擦力就越大，粉體的流動性就越差（如圖1-9），反之亦然（如圖1-10）；
b、粉體顆粒的形狀：通常粉體顆粒的形狀有，近似圓球狀、破碎石子狀、樹枝狀、片狀等等，形狀越復雜對粉體運動的阻礙就越大，流動性越差（如圖1-9），形狀越是接近圓形的粉體顆粒其流動性就越好（如圖1-10）；
c、粉體質(zhì)量：因為粉體的流動性是建立在重力作用下檢測的，在其他條件相同的情況下粉體的密度越大其重力作用越強，粉體的流動性越好；
d、粉體的潮濕、板結：當粉體受潮以后含水量增加就會影響其顆粒表面的摩擦力，從而影響粉體的流動性變差；
e、粉體的粘連、吸附：當粉體顆粒之間因為靜電、磁性等原因產(chǎn)生吸附粘連現(xiàn)象，也會因其摩擦力增加而降低流動性。
6）粉體流動性對混合均勻的影響：
a、只有流動性適中的粉體才有利于混合均勻。經(jīng)驗表明堆粉角介于22°～32°的粉體屬于流動性適中的粉體；
b、流動性差的粉體（含有崩潰角的粉體）不容易混合均勻，這是因為在同樣機械力的作用下流動性越差，粉體移動距離越短、混合效率越低；
c、流動性特別好的粉體更不容易混合均勻。這是因為在外力的作用下粉體流動性越好其移動速度就越快，這時會產(chǎn)生重粉移動距離遠、輕粉移動距離近的現(xiàn)象，造成粉體偏析，即使延長時間也不能提高其混合的均勻性，造成粉體的二次偏析。
7）粉體流動性小結：
粉體流動性就是粉體運動的能力，粉體流動性用粉體的堆粉角表示既直觀方便又能夠量化描述。
在混合工藝中，粉體流動性對混合均勻度的影響并不是線性的，可用下圖表示。
從圖1-11中可以看出，在流動性不好的A區(qū)混合均勻有一定的困難，原因是：粉體的流動性不好，粉體流動緩慢；在流動性較好的B區(qū)是最容易混合均勻的區(qū)域；在流動性過好的C區(qū)反而是最不易混合均勻的區(qū)域，原因是：因為流動性過好，條件不同的粉體在運動時容易產(chǎn)生二次偏析。
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