Phân tích khả năng lưu biến của hỗn hợp sốt nâu (tiếp)

Việc hiểu rõ các đặc tính lưu biến bột của hỗn hợp sốt nâu là điều thiết yếu để tối ưu hóa quy trình vận chuyển, lưu kho và hiệu suất chế biến.

Thiết bị thử nghiệm:

• Thiết bị: Máy kiểm tra lưu chuyển bột Brookfield (PFT)

• Khay chứa mẫu: 230 cc, đường kính 6 inch (Thể tích tiêu chuẩn)

• Loại nắp:

  • Nắp cánh gạt, 33cc, đường kính 6 inch

  • Nắp ma sát tường, bề mặt hoàn thiện 2B, đường kính 6 inch

• Loại thử nghiệm: Thử nghiệm đặc tính dòng chảy, Thử nghiệm ma sát tường

• Điều kiện: Nhiệt độ phòng (70-72°F), Độ ẩm: 48%

Phương pháp: Một thiết bị PFT trang bị phần mềm Powder Flow Pro đã được sử dụng để đánh giá hỗn hợp sốt nâu. Quy trình bao gồm các bước sau:

Thời gian thử nghiệm đặc tính dòng chảy: 25 phút Thời gian thử nghiệm ma sát tường: 13 phút

1. Xúc hỗn hợp bột sốt vào khay chứa

2. Sử dụng dụng cụ gạt để phân phối đều bột trong khay.

3. Ghi lại trọng lượng mẫu và nhập vào phần mềm.

4. Tiến hành thử nghiệm đặc tính dòng chảy tiêu chuẩn, sau đó là thử nghiệm ma sát tường.

Các thông số được đo:

• Khả năng lưu thông: Rất kết dính

• Góc ma sát tường: từ 45° đến 25°

• Mật độ khối: 475 kg/m³ (mật độ đổ đầy) đến 660 kg/m³

Phân tích:

• Hình dạng phễu: Hình nón

• Kích thước tạo vòm tới hạn: 108.6 mm (4.28 in.)

Kết quả:

Hàm dòng chảy: Khả năng lưu chuyển của hỗn hợp bột sốt nâu ở các mức ứng suất nén khác nhau được minh họa ở Hình 1. Các kết quả chỉ ra rằng hỗn hợp sốt nâu nhìn chung rất kết dính trên nhiều mức ứng suất nén khác nhau. Biểu đồ hàm dòng chảy cho thấy các điểm dữ liệu được đọc từ phải sang trái, với điểm dữ liệu ngoài cùng bên phải đại diện cho dòng chảy của bột khi phễu đầy và điểm dữ liệu ngoài cùng bên trái đại diện cho dòng chảy của bột khi phễu gần cạn.

Ma sát thành: Hình 2 biểu diễn góc ma sát thành ở các mức ứng suất nén khác nhau. Góc ma sát thành đại diện cho lực ma sát giữa bột đang trượt và thành phễu hoặc máng trượt tại thời điểm bắt đầu chảy. Trong thử nghiệm này, một nắp bằng thép không gỉ đã được sử dụng. Ở mức ứng suất nén thấp khoảng 0.5 kPa, góc ma sát thành xấp xỉ 45°, và giảm xuống còn khoảng 25° ở các mức ứng suất nén cao hơn (4.75 kPa). Các góc ma sát thành trên 20° được coi là cao.

Mật độ khối: Hình 3 cho thấy mật độ khối của hỗn hợp bột sốt nâu ở các mức ứng suất nén khác nhau. Hỗn hợp sốt nâu có mật độ đổ đầy khoảng 475 kg/m³, mật độ này tăng lên xấp xỉ 660 kg/m³ khi ứng suất nén đạt khoảng 4.75 kPa. Một loại bột có độ lưu chuyển tự do thường có sự thay đổi nhỏ về mật độ khối, trong khi bột có tính kết dính sẽ cho thấy sự gia tăng đáng kể. Sự gia tăng mạnh mẽ của mật độ khối cho thấy hỗn hợp bột sốt nâu này có tính kết dính rất cao.

Kết luận: Hỗn hợp bột sốt nâu là loại bột rất kết dính ở mọi mức ứng suất nén, điều này gợi ý rằng các vấn đề về khả năng lưu chuyển có thể xảy ra nếu không có các biện pháp phòng ngừa thích hợp. Các vấn đề tiềm ẩn bao gồm:

• Tạo vòm: Khi bột hình thành một “cây cầu” kết dính bắc ngang qua cửa xả.

• Tạo lỗ rỗng: Khi bột chỉ chảy ra từ phần trung tâm, để lại phần vật liệu còn lại đứng yên bám vào thành phễu.

Kích thước tạo vòm tới hạn là 108.6 mm (4.28 inch) cung cấp một ước tính thận trọng để ngăn chặn hiện tượng tạo vòm, với điều kiện kích thước cửa xả tối thiểu của phễu phải vượt quá giá trị này. Kích thước tạo hố rỗng tới hạn phụ thuộc vào đường kính của thùng chứa. Nếu biết đường kính thùng chứa, phần mềm có thể tự động tính toán kích thước hố rỗng.