Proprietățile caracteristice ale pulberilor sunt capacitatea de a curge și de a pulveriza, fluidizarea (trecerea într-o stare ca lichidul) și granularea.
CAPACITATEA DE FLOW ȘI SPRIJIN
Pulberile, precum și corpurile solide, sunt capabile să curgă sub acțiunea unei forțe exterioare direcționate tangențial (tangențial) la suprafață.
Capacitatea de curgere sau de mișcare a pulberii pe suprafața stratului este observată atunci când produsele sunt turnate sau când se transportă pneumatic de produse în vrac. Această mișcare stă la baza transferului de nisip, sol, zăpadă de vânt: furtuni de nisip și zăpadă, eroziunea solului. Spre deosebire de fluxul de corpuri solide în interiorul stratului powdergramm-ing este în afară de particula însăși sau de o astfel de suprafață și să se deplaseze particulele individuale sau agregate lor, menținând în același timp interfața dintre ele, mișcarea poate fi realizată în trei moduri:
• particulele se rostogolesc peste suprafață;
• particulele se desprind și cad înapoi, adică sunt purtate de "salturi";
• particulele sunt transportate în stare de aerosol.
De exemplu, luați în considerare mișcarea de nisip, plasați un strat gros pe fundul tunelului de aer. La o anumită viteză a aerului, particulele care ies din stratul de nisip încep să se rostogolească deasupra suprafeței. Cu toate acestea, lovind în depresiuni mici, se opresc. În cazul în care viteza aerului este mărită, un anumit număr de particule se va răsturna peste suprafață și se va opri etc. Mutarea granulelor de nisip, care se ciocnesc cu cele mai mari, care ies peste suprafață, sare.
La o anumită viteză a aerului, numită critică, majoritatea particulelor se vor mișca sărind. O fracțiune mai fină este suflată din pulberea polidispersă. Cea mai subțire fracțiune sub acțiunea fluxului de aer trece în starea de aerosol și în această formă se deplasează deasupra suprafeței pulberii.
Experimentele au arătat că pentru o pulbere cu particule care au o rază mai mare de 50 pm, viteza critică a "curgerii" pe suprafață este proporțională. Dacă r <50 мкм, критическая скорость возрастает при переходе к более мелким частицам благодаря молеку-лярным силам, действующим между частицами.
Natura fluxului de pulberi considerat mai sus determină dependența fluidității pulberilor de forțele de adeziune și de autoeziune, care împiedică detașarea și re-mișcarea particulelor. Considerand discutat mai sus dependența de interacțiunile intensitate cu particule de dimensiuni ale particulelor poate fi importantă concluzie practică: pulberi grosiere au o fluiditate Coy SEZON decât foarte dispersat.
Trebuie de asemenea să se țină cont de faptul că pentru substanțele moi, deformarea plastică este tipică, ca urmare a creșterii zonei de contact a particulelor și, prin urmare, fluiditatea scade.
O caracteristică importantă a pulberii este gradul de pulverizare atunci când este turnat. Acesta este determinat de forțele de aderență dintre particule, prin urmare, crește cu mărirea dimensiunilor particulelor și scade odată cu creșterea umidității.
Există mai multe reguli empirice:
• pulberile hidrofobe sunt pulverizate mai bine decât pulberile hidrofobe;
• pulberile din solide sunt pulverizate mai bine decât cele din cele moi;
• pulberile monodisperse sunt pulverizate mai bine decât pulberile polispersate.
Fluidizarea este transformarea unui strat de pulbere sub influența unui flux de gaz ascendent într-un sistem a cărui particule solide sunt într-o stare suspendată, asemănătoare cu un pat fluidizat în fluid. Datorită asemănării externe cu lichidul fierbinte, paturile fluidizate sunt deseori denumite pat fluidizat.
Cel mai simplu sistem fluidizat este creat într-un strat de pulbere umplut cu un aparat vertical, prin care se introduce un agent inert, lichefiant (gaz) uniform pe secțiunea transversală.
La viteza scăzută, praful W este imobil. Cu creșterea W, înălțimea stratului începe să crească (stratul se extinde). Când W atinge o valoare critică la care rezistența hidraulică a stratului la fluxul ascendent devine egală cu greutatea particulelor solide, stratul obține fluiditate și devine fluidizat.
Dacă pulberea este foarte dispersată, forța de legare a particulelor afectează și nu se observă extinderea uniformă a pulberii, ci formarea de agregate individuale. Între ele există canale prin care trece o parte semnificativă a gazului. Aceasta este fluidizarea agregată. Deoarece dimensiunea particulelor crește creșterea forțelor de ghidare-rodinamicheskie, iar forțele moleculare slăbi, se poate aștepta ca la un anumit grad mediu de dispersie de pulbere condiții fluidizatsii să fie optime. Într-adevăr, fluidizarea cea mai uniformă și mai completă este observată pentru roșcov, a cărui rază este apropiată de 20-25 μm.
Viteza liniară a agentului de fluidizare la care pulberea trece într-o stare fluidizată se numește viteza de fluidizare sau prima ei viteză critică WK. Pentru particule mici (d 1 mm) WK
• WK scade cu creșterea densității fluxului ascendent.
Cu o creștere suplimentară în W, stratul se descompune și începe o îndepărtare intensă a pulberii din aparat. Corespunzător unui debit dat de o viteză antrenării strat numit particule (Withania libere) sau a doua viteza critică a WUH fluidizării care depășește WK de zece ori. Dacă viteza agentului de fluidizare este mai mare decât cea a celor mai mari particule, stratul este complet antrenat în flux. În cazul în care după atingerea pulbere fluidizatsii completă reduce treptat debitul, gazul la o oprire completă a stratului de pulbere va rămâne în actualul format extins-SRI, pentru a reveni la starea inițială trebuie să se stabilească. Rezultă că în stratul expandat contactul dintre particule este conservat.
Fluidizarea este cel mai frecvent mod de a produce sisteme fluidizate, deși există și alte metode.
Patul fluidizat este folosit foarte mult:
• fluidizarea sistemelor de flux gaz-solid
aplicați pentru încălzire și răcire, adsorbție, uscare etc. la
Aceasta creează condiții optime pentru interacțiunea fazelor;
• numeroase procese chimice;
• producerea de produse granulare.
Acesta este un fel de transport de conducte pentru mișcarea materialelor vrac sub influența gazului. Transportul pneumatic este utilizat pe scară largă în industria chimică, petrochimică, rafinarea petrolului și în alte industrii, nu numai pentru materialele în mișcare, ci și ca parte integrantă a proceselor tehnologice în sistemul gazos-solid.
• performanță și fiabilitate ridicată;
• posibilitatea automatizării complete.
Cel mai obișnuit agent de transport este aerul, deși din motive tehnologice pot fi utilizate alte gaze.
Viteza mișcării materiale depinde de:
• concentrația fazei solide;
• densitatea, vâscozitatea și viteza gazului.
Viteza de transport a materialelor pulverulente de concentrație scăzută poate aproxima viteza mișcării gazului, transportul pneumatic într-un strat dens, viteza nu depășește 4-7 m / s.
Granularea (granularea) - formarea de particule solide (granule) de anumite dimensiuni și forme cu proprietăți specificate.
Dimensiunile peleților depind de tipul de material, metoda de prelucrare și aplicare ulterioară și este de obicei (în mm):
• pentru îngrășăminte minerale - de la 1 la 4;
• pentru termorezistente - 0,2-1,0;
• pentru cauciucuri și compuși de cauciuc - 15-25;
• pentru preparate medicinale (tablete) - 3 - 25.
Formarea granulelor mai mici de 1 mm este uneori numită microgranulare.
Prin natura sa, granularea este un proces, inversul fluidizării și pulverizării. Granularea poate fi bazată pe compactarea materialelor pulverulente cu sau fără lianți. Îmbunătățește depozitarea substanțelor și transportarea; permite mecanizarea și automatizarea proceselor de utilizare ulterioară a produselor; crește productivitatea și îmbunătățește condițiile de muncă; reduce pierderile de materii prime și produse finite.
Cele mai importante metode de granulare sunt granularea uscată, laminarea și presarea umedă.
Granularea uscată. În granularea uscată prin lustruirea un special bar rotitoare-Banach în masa de pulbere se introduce „germen“ - mici bulgări dense din aceeași substanță ca porilor șoc sau străină (d bobului de plante, cristale de zahăr, etc ...), este important doar astfel încât acestea să nu fie mult mai grele decât substanța pulberii. La rulare, pulberea pare să adere la embrioni și se formează granule sferice. Numărul de granule este de obicei egal cu numărul de embrioni și acest lucru permite, prin modificarea raportului dintre cantitatea de pulbere și embrioni, pentru a obține granule de orice dimensiune cu până la 1-2 cm în secțiune transversală. Este important de observat că, odată cu creșterea raportului "pulbere-embrion", rezistența granulelor scade.
Se constată că granularea este cea mai eficientă la o viteză medie de rulare. La viteze foarte mari, forța centrifugă presează toată pulberea pe pereții tobei și pulberea nu se rotește. La viteze foarte scăzute, nu se realizează mișcarea de rotație a pulberii, în care un strat, rularea pe cealaltă, determină frecare a particulelor necesare pentru granulare. Particulele particulare ale pulberii sub acțiunea forțelor moleculare interacționează, formând agregate. Motivul vozniknit-veniya suficient de puternică legătură între particulele mo-Jette fi orice contact a particulelor într-un mod special activ lan-tuple sau fețe plane de contact particule, prin care forțele intermoleculare acționează pe o suprafață relativ mare.
Dacă pulberea este agitată sau turnată cu viteză prea mică, ceea ce duce la distrugerea agregatelor, pulberea va acumula treptat agregate de particule. Datorită unei mai mici curburi a suprafețelor acestor agregate, atunci când acestea se ciocnesc cu particule individuale, acestea din urmă aderă la ele în mod special ferm. Toate acestea conduc la faptul ca treptat toata pulberea se transforma in agregate-granule. Forma acestor agregate trebuie să fie apropiată de cea sferică, deoarece toate proeminențele de pe suprafața acestor granule sunt netezite cu agitare sau turnare.
Un rol pozitiv în nucleele de granulare pot reprezenta masa și suprafața lor curbura mai mică în comparație cu particulele de pulbere care-lipirea OSP particule distincte adecvate de pe embrioni, acest lucru duce la granulare. Pe măsură ce durata laminării crește, densitatea și rezistența granulelor crește.
Granularea uscată are loc și cu influențe mecanice neintensive. Astfel, atunci când se produce cereri de făină Vania printr-o sită pe suprafața (după-Corolarului șocuri la rulare și particule moi granule Oud-santul pastilei) și un număr mare de contacte nu se formează granule foarte puternice.
Înfășurare umedă. Primul pas constă în umectarea particulelor de liant pulbere, așa cum se utilizează apă co-torogo, sulfit - alcool Bard, un amestec de apă cu var, argila, zgură și alte materiale pe bază de ciment. Ca rezultat, se formează clustere individuale - aglomerate de particule și straturi de particule fine sunt stratificate pe particule mai mari.
A doua etapă constă în compactarea aglomeratelor în stratul de material. Acest proces se realizează în granulatoare tip tambur, disc sau vibrații.
Apăsarea - obținerea granulelor sub formă de pelete, inele, tablete prin compactarea pulberilor uscate au 15% o umiditate ING, urmată uneori de strivire a materialului compactat. Pentru presare se utilizează presele cu role și role sau mașinile de tabletat.
Presarea apare în forme sub presiune înaltă. Se compensează energia pentru compactarea piesei ca urmare a deformării particulelor și a deplasării lor în pori, precum și a depășirii forțelor de frecare dintre particule și peretele matriței. Pe măsură ce crește presiunea, densitatea materialului și zona de contact dintre particule cresc. Cu cât suprafața de contact este mai mare, cu atât este mai puternică legătura dintre particule. Pentru a întări piesa în ea, uneori se adaugă o anumită cantitate de lianți.
Urmărirea este un proces datorat prezenței pe termen lung a materialelor libere într-o stare staționară. Ca urmare a aglomerării, materialele în vrac pierde capacitatea de a curge și se pot transforma într-un monolit. Deteriorarea particulară este cauzată de depozitarea făinii, a zahărului, a amidonului, a drojdiei și a altor mase alimentare.
Din punct de vedere cantitativ, aglomerarea poate fi caracterizată prin rezistența materialului caked în fractură. Ea este egală cu puterea contactelor individuale Pc înmulțită cu numărul lor N, calculat pe unitatea de suprafață a materialelor vrac:
La coacere, două procese apar simultan. Prima dintre acestea este asociată cu o creștere a numărului de contacte N, datorită pătrunderii treptate a particulelor creta cal în spațiul dintre particulele mari. Al doilea se datorează creșterii puterii contactelor individuale datorate umplerii golurilor existente.
Ambele procese conduce la o creștere a rezistenței maselor sy-puchey în general și la pierderea mobilității sale, până la formarea monolitului.
Pudrele Svyaznodispersnye într-un fel sunt supuse la caking.
Pulberile solubile în apă (minerală îngrășământ-TION, zahăr) arată o tendință de slezhiva-Niju pentru umezirea și uscare ulterioară, ca atunci când suprasaturării soluție de cristale care formează un „punți de fuziune“ între particulele de pulbere fac alocate.
Coacerea pulberilor, atunci când sunt depozitate într-un container, poate determina o creștere a zonei de contact dintre particule ca urmare a deformării lor plastice sub greutatea straturilor care se află în afară.
Metodele de combatere a aglomerării pot fi împărțite condițional în două grupe mari: active și pasive.
Metodele active împiedică coacerea. Acestea sunt asociate cu impactul asupra solidelor în vrac înainte de începerea procesului de coacere.
Metodele pasive sunt revenirea la produsul blocat a fluidității inițiale sau o scădere a influenței negative a coacerii.
Pentru a preveni coagularea, puteți utiliza următoarele metode:
• reglementarea proprietăților fizice și chimice ale produselor.
Pulberile higroscopice sunt hidrofobe, modificând suprafața
particule cu ajutorul agenților tensioactivi și, în unele cazuri, prin introducerea unor substanțe solide
aditivi foarte dispersați, insolubili în apă;
• introducerea de aditivi de absorbție a apei (de exemplu, zahărul este adăugat
maltoza zdrobită sau gluco-zu, în sarea comună utilizată în
în scopuri tehnice, până la 2% din pulberea de zeolit);
• mărirea particulelor de pulbere pentru a forma granule și tablete;
• etanșarea containerelor pentru depozitarea pulberilor.