粉體流動性的表征方法經(jīng)過幾十年的研究,發(fā)展了多種粉體流動性的測量方法,常見的有休止角法、HR法、比表面積法、卡爾指數(shù)法、Jenike法等。
流動性測試儀
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。它可以間接測量出粉體的摩擦力,并且通過休止角度數(shù)表征粉體流動性的好壞:流動性優(yōu)(25°~30°);流動性良(31°~35°);流動性好(36°~40°);流動性合格(41°~45°);流動性差(46°~90°)。在上世紀(jì)有很長一段時期,僅僅簡單地通過粉體的休止角來表征粉體流動性的好壞。休止角的測定方法分為4類:固定圓錐槽法、固定漏斗法、轉(zhuǎn)動圓柱體法、傾斜箱法。這種辦法雖然簡單便捷,但是帶有較大的經(jīng)驗性,在實際測試操作中,流動情況很不理想,經(jīng)常在料倉中產(chǎn)生嚴(yán)重的堵塞(結(jié)拱或形成管斗)。休止角對顆粒的流動性影響zui大,休止角越小,顆粒的流動性越好。
2、卡爾指數(shù)法
Carr測定法是經(jīng)過多年的發(fā)展,綜合評價了粉體流動性的諸多影響因素,經(jīng)過大量實驗而提出的應(yīng)用休止角、平板角、凝聚度、壓縮率、均齊度五項指數(shù),用得分制的數(shù)值方法表示粉體流動性的方法。該方法直接用經(jīng)驗測量法測定,簡單實用,不僅適用于流動性好的粉末顆粒,而且適用于流動性差、附著性強(qiáng)、有團(tuán)聚傾向的粉體,適用范圍較廣。通過測定樣品的上述幾項流動性指數(shù),把試驗結(jié)果進(jìn)行累加,即可得到卡爾指數(shù)??栔笖?shù)法的缺點是,不能深入分析粉體流動性,并且目前的測試方法誤差還比較大,測試的穩(wěn)定性尚有待解決。
3、HR法
HR定義為粉體的振實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性。用HR值來表征粉體流動性大小的方法即為HR法,HR值越小,粉體壓縮性越弱,流動性越好;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性zui簡便的方法,具有較大的主觀性和經(jīng)驗性。
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內(nèi)粉體流動性的參數(shù)和料倉定量設(shè)計的方法及理論。Jenike的測試結(jié)果對粉體特性的反應(yīng)較為準(zhǔn)確,但是也有其弊端,即測試需要的粉體數(shù)量較大,并且測試儀器非常精密,測試過程要求嚴(yán)格、操作復(fù)雜,測試數(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、微量粉體的測試。Jenike測試粉體物料的儀器主要有壓縮性測定儀、流動性能測定儀和透氣性測定儀。但是,對于大多數(shù)粉體,主要用有效內(nèi)摩擦角、壁摩擦角、內(nèi)摩擦角、容重和無側(cè)界屈服強(qiáng)度等5個性能指標(biāo)來表示流動性能。
5、比表面積法
通過采用比表面積測定儀測定分體的比表面積,來表征分體的流動性。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,并且測試方法操作較復(fù)雜。