粉体密度及流动性ppt课件
5
4、振实密度(tap density) ρbt
ρbt= w/V 填充粉体时,经一定规律振动或轻敲后测得 的密度称振实密度(tap density) ρbt。
若颗粒致密,无细孔和孔洞,则ρt = ρg 一般: ρt ≥ ρg > ρbt ≥ ρb
6
二、粉体密度的测定方法 (一)真密度与颗粒粒度的测定:
8
(二)松密度与振实密度的测定 将粉体装入容器中所测得的体积包括粉体真体积、 粒子内空隙、粒子间空隙等。 测量容器的形状、大小、物料的装填速度及装填 方式等均影响粉体体积。 不施加外力时所测得的密度为松密度 施加外力而使粉体处于最紧充填状态下所测得的 密度是振实密度。
9
(a) 装配图
(b) 流速漏斗 松装密度测定装置一
3.含湿量
适当干燥有利于减弱粒子间的作用力。
4.加入助流剂的影响
加入0.5%~2%滑石粉、微粉硅胶等助流剂可大大改善粉
体的流动性。但过多使用反而增加阻力。
24
3、内摩擦角 粉体层受力小,粉体层外观上不产生变化 作用力达到极限应力,粉体层突然崩坏 极限应力状态,由一对正压力和剪应力组成 在粉体层任意面上加一垂直应力,并逐渐增
12
四、粉体的填充率 在一定填充状态下,颗粒体积占粉体体积的比率
粉体 粉填 体充 填体 充的 体颗 积 M M 粒体 bg 积 bg
13
第二节 粉体的流动性 一、粉体的流动性 粉体的流动性(flowability)与粒子的形状、大小、 表面状态、密度、空隙率等有关。
粉体的流动包括重力流动、压缩流动、流态化流 动等。
加该层面的剪应力, 当剪应力达到某一值时, 粉体层将沿此面滑移。
25
库仑定律:在粉体层中,压应力和剪应力之间有 一个引起破坏的极限。 即在粉体层的任意面上加一定的垂直应力,若沿 这一面的剪应力逐渐增加,当剪应力达到某一 值时,粉体沿此面产生滑移。
(c) 量杯
10
(1) 漏斗 (2) 阻尼箱 (3) 阻尼隔板 (4) 量杯 (5) 支架
松装密度测定装置二
11
三、粉体的空隙率 空隙率(porosity)是粉体中空隙所占有的比率。 粒子内空隙率 内=(Vg-Vt ) / Vg =1-g / t 粒子间空隙率 间= ( V-Vg ) / V = 1- b/g 总空隙率 总= ( V -Vt ) / V =1- b/t
19
对于细颗粒,安息角与粉体从容器流出的速度、 容器的提升速度、转筒的旋转速度有关。 安息角不是细颗粒的基本物性
几点讨论:
球形颗粒: a =23~28°,流动性好。 规则颗粒: a≈30°, 流动性较好。 不规则颗粒: a ≈35°, 流动性一般。 极不规则颗粒:a >40°, 流动性差。
20
影响休止角的因素
(1) 颗粒的形状,粒子越接近于球形,其休止角 越小
(2) 颗粒的大小 (3 )粉体的填充状态
对于不同粉体,空隙率越大,填充越困难,休止角越大 对于同种粉体,空隙率越小,休止角越大(接触点增多)
(4) 振动 (5) 粉料中通入压缩空气时,休止角显著地减小
21
2、 流出速度(flow velocity) 是将物料加入漏斗中,测量全部物料流出所需的时 间,即为流出速度。 粉体流动性差时可加入100 μm的玻璃球助流。 流出速度越大,粉体流动性越好。
22
流出速度的测定
t MSR t S0 b
M:流出粉体的总质量 S:粉体比表面积 R:粗糙度系数 S0:小孔面积
23
粉体流动性的影响因素与改善方法
1.增大粒子大小
对于粘附性的粉状粒子进行造粒,以减少粒子间的接触点数,降低
粒子间的附着力、凝聚力。
2.粒子形态及表面粗糙度
球形粒子的光滑表面,能减少接触点数,减少摩擦力。
14
种类
现象或操作
流动性的评价方法
瓶或加料斗中的流出 流出速度,壁面摩擦角 重力流动
旋转容器型混合器,充填 休止角,流出界限孔径
振动流动 压缩流动
振动加料,振动筛 充填,流出
压缩成形(压片)
休止角,流出速度, 压缩度,表观密度
压缩度,壁面摩擦角 内部摩擦角
流化层干燥,流化层造粒
流态化流动
休止角,最小流化速度
常用的方法是用液体或气体将粉体置换的方法。 液浸法:采用加热或减压脱气法测定粉体所排开
的液体体积,即为粉体的真体积。
7
比重瓶法
测量原理:将粉体置于加有液体介质的容器中,并让液 体介质充分浸透到粉体颗粒的开孔中。根据阿基米 德原理,测出粉体的颗粒体积,进而计算出单位颗粒 体积的质量。
比重瓶法测定基本步骤: (1)比重瓶体积的标定 (2)粉体质量的称量 (3)粉体体积的测定
3
2、颗粒密度(granule density) ρg ρg = w/Vg
是指粉体质量除以包括开口细孔与封闭细孔在 内的颗粒体积Vg所求得密度。
4
3、松密度(bulk density) ρb
ρb= w/V
指粉体质量除以该粉体所占容器的体积V(堆积体 积:包括颗粒体积及颗粒之间空隙的体积)求得的 密度,亦称堆积密度(表观密度、容积密度)。
第三章 粉体密度及流动性
1
第一节 粉体的密度 一、粉体密度的概念 粉体的密度是指单位体积粉体的质量。
粉体的密度根据所指的体积不同分为: 真密度、颗粒密度、松密度
2
1、真密度(true density) ρt
材料在绝对密实状态下,单位体积的质量
ρt = w/Vt
是指粉体质量(w)除以不包括颗粒内外空隙 的体积(真体积Vt)求得的密度。
颗粒或片剂的空气输送
15
二、粉体流动性的评价与测定方法
粉体的摩擦角 粉体流动即颗粒群从运动状态变为静止状态所形 成的角是表征粉体流动状况的重要参数。
由于颗粒间的摩擦力和内聚力而形成的角统称为 摩擦角。
16
1、休止角(安息角)( angle of repose) 休止角是粉体堆积层的自由斜面在静止的平衡状 态下,与水平面所形成的夹角。 用表示, 越小流动性越好 可视为粉体的“粘度”
常用的测定方法: 注入法 排出法 倾斜角法
<
<
17
休止角的测定方法
将粉体注入到某一有限直径 的圆盘中心上,直到粉体堆 积层斜边的物料沿圆盘边缘 自动流出为止,停止注入, 测定休止角θ。
h
tan=h/r
rቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ18
崩塌角:测定休止角后,将重物至某定高处自由 落下,使料堆产生振动,此时形成的锥角。
差角:休止角-崩塌角