粉體加工過程中,形成的顆粒一般不是球形,而是有棱有角,且顆粒大小不一致,不能形成規(guī)則堆積或者是*隨機(jī)堆積。因此,了解實(shí)際顆粒的堆積特征是很有意義的。影響粉體顆粒堆積的因素有以下幾點(diǎn):
1.壁效應(yīng)
當(dāng)顆粒填充容器時(shí),會(huì)出現(xiàn)一種所謂的壁效應(yīng),因?yàn)樵诮咏腆w表面的地方會(huì)使隨機(jī)填充中存在局部有序,這樣,緊挨著固體表面的顆粒常常會(huì)形成一層表面形狀相同的料層。這種所謂的基本層是正方形和三角形單元聚合的混合體。隨機(jī)性隨著與基本層距離的增加而增加,還隨著特殊層的終消失而增加。
壁效應(yīng)的另一重要方面是緊挨著壁的位置存在相對(duì)高的空隙率區(qū)域,這是由于壁和顆粒的曲率半徑之間的差異而引起的。
2.顆粒形狀
粉體的總堆積程度有以下規(guī)律:當(dāng)僅有重力作用時(shí),容器中實(shí)際顆粒的松裝密度會(huì)隨容器直徑的減小及顆粒層的高度增加而減小;實(shí)際顆粒形成的填充體,其孔隙率與顆粒的球形度緊密相關(guān),顆粒球形度降低,則其孔隙率增加。松散堆積時(shí),有棱角的顆粒形成的填充體的孔隙率較大,若顆粒形狀越接近于球形,則其孔隙率減小。
3.粒度大小
對(duì)顆粒群而言,粒度越小,由于粒間的團(tuán)聚作用,空隙率越大,這與理想狀態(tài)下,顆粒尺寸與空隙率無關(guān)的說法有矛盾。當(dāng)粒度超過某一定值時(shí),粒度大小對(duì)顆粒堆積率的影響已不復(fù)存在,此值為臨界值。這是因?yàn)榱ig接觸處的凝聚力與粒徑大小關(guān)系不大;反之,與粒子質(zhì)量有關(guān)的力卻隨粒徑三次方的比例急劇增加。
因此,隨粒徑增大,與粒子自重力相比,凝聚力的作用可以忽略不計(jì),粒徑變化對(duì)堆積率的影響大大減小,因此,通常在細(xì)粒體系中,粒徑大于或小于臨界粒徑的物料,對(duì)顆粒的行為都有具足輕重的作用。
4.粉體的含水率
實(shí)際顆粒與理想顆粒的表面性質(zhì)不同,實(shí)際顆粒有一定的吸濕性,也會(huì)帶有表面電荷。因此,對(duì)于實(shí)際顆粒來說,顆粒越小,堆積過程中顆粒間的黏聚作用越強(qiáng),其孔隙率會(huì)變大,此現(xiàn)象與理想狀態(tài)下顆粒尺寸和孔隙率無關(guān)的說法矛盾,所以潮濕粉體的表觀體積會(huì)隨含水量的增加而變大。