8.1 Физико–механические свойства порошковидных и гранулированных материалов

Основной динамической характеристикой порошкообразных и гранулируемых материалов является коэффициент внутреннего трения определяющий характер движения и перемешивания шихты в смесительных устройствах, грануляторах, загрузочных и разгрузочных узлах. Коэффициент внутреннего трения оказывает значительное влияние на сыпучесть порошков, которая, в свою очередь, определяет минимальную скорость прокатки при гранулировании методом прессования, а также работу дозирующих устройств.

Адгезионные свойства порошков: 1) влияют на характер связей при гранулировании; 2) определяют выбор материалов для аппаратурного оформления процесса гранулирования.

Сыпучесть порошков –сложная комплексная характеристика, зависящая от многих факторов: плотности, гранулометрического состава, формы и состояния поверхности частиц. Чем лучше сыпучесть порошка, тем легче его прокатка, тем более плотной и прочной будет прессовка.

Основными факторами, определяющими сыпучесть порошкообразных материалов, является трение и сцепление частиц между собой, затрудняющие их взаимное перемещение, т.е. когезионные силы взаимодействия между частицами.

Коэффициент сыпучести определяется

, (8.1)

где m– коэффициент сыпучести, – напряжение сцепления, – нормальное напряжение, f1 коэффициент внутреннего трения.

Пластическая прочность порошков. Одним из важнейших положений физико–химической механики дисперсных систем, разработанной П.А. Ребиндером, является тот факт, что механические свойства физических тел (прочность, пластичность, вязкость) обусловливают их способность сопротивляться деформациям и разрушению под воздействием внешних сил. Механические свойства тела зависят от его строения структуры.

Смачиваемость порошков. Смачивание поверхности твердых тел – жидкостями сложный физико–химический процесс, который протекает в гетерогенных системах и определяется интенсивностью взаимодействия между поверхностью твердого тела и жидкостью.

Оценка гранулируемости вещества. Поскольку гранулообразование сопровождается уплотнением структуры вещества, одним из показателей гранулируемости можно считать уплотняемость, т.е. способность вещества к уплотнению под воздействием определенного давления

, (8.2)

Гранулируемость вещества характеризуется также его формуемость, т.е. способностью сохранять форму принятую в результате процесса гранулирования

, (8.3)

Гранулируемость различных продуктов практичнее сопоставлять по коэффициентам гранулируемости,

, (8.4)

, (8.5)

где и текущая и начальная плотности материала, т/м3; –прочность гранул на раздавливание, Па; Pпл давление уплотнения, соответствующее началу упругопластической деформации; величина Pпл определяется экспериментально по кривой уплотнения.