Порошок никогда не имеет одной единственной плотности. Один и тот же материал может иметь три или четыре различных значения плотности, и каждое из них отвечает на разные вопросы. Истинная плотность показывает, из чего состоит твердый материал. Эффективная плотность показывает, какое место занимает отдельная частица. Кажущаяся плотность показывает, как порошок ведет себя на самом деле в мешке, силосе или питателе.
Использование неверного числа обходится в реальные деньги. Силос, размер которого рассчитан исходя из фактической плотности, вмещает половину ожидаемого количества. Питатель, откалиброванный по насыпной плотности, дает недостаточную дозировку, когда порошок поступает в рассыпном виде. В этом руководстве дано определение каждой плотности, объяснено, как каждая из них проверяется, и показано, какое значение следует использовать на каждом этапе работы с порошком.
Три типа плотности вкратце
Основное различие заключается в объеме, который учитывается в каждом определении. Поры внутри частиц и зазоры между частицами изменяют результат.
| Плотность | Подсчитанный объем | Закрытые поры | Открытые поры, трещины, поверхностные ямки | Промежутки между частицами | Типичный тест |
|---|---|---|---|---|---|
| Истинная плотность | Только твердый материал | Исключено | Исключено | Исключено | Пикнометр |
| Эффективная плотность | Частица тела | Включено | Исключено | Исключено | Вытеснение жидкости частицами |
| Кажущаяся плотность | Частицы плюс зазоры | Включено | Включено | Включено | Измеритель плотности при надавливании или пресс для уплотнения |
На каждом этапе объем увеличивается, а масса остается неизменной, поэтому значения всегда следуют одному порядку:
Истинная плотность > эффективная плотность > плотность уплотнения > насыпная плотность.
Истинная плотность: сам материал
Истинная плотность — это теоретическая плотность твердого материала. Объем, учитываемый в расчете, охватывает только частицы вещества и исключает как открытые, так и закрытые поры. Пикнометр на основе гелия измеряет ее, заполняя газом все доступные пустоты, так что остается только чистое твердое вещество.
Истинная плотность — это число, используемое для оценки свойств материала. Плотность кварца составляет около 2,65 г/см³ независимо от степени помола, поскольку помол изменяет частицы, а не кристаллическую структуру. Она также служит эталоном для расчета пористости: сравните истинную плотность с любым значением объемной плотности, и разница покажет, сколько пустот содержится в порошке.
Эффективная плотность: что занимает одна частица.
Эффективная плотность, иногда называемая плавающей плотностью, — это плотность, которую порошок может фактически обеспечить в виде частиц. В этот объем входят закрытые поры внутри частицы, но исключаются трещины, углубления и открытые отверстия на поверхности частицы, поскольку эти пустоты относятся к внешнему миру, а не к телу частицы.
Принцип действия теста прост. Поместите порошок в мерный контейнер, добавьте жидкость и дайте ей заполнить все открытые поры и поверхностные полости. Эффективный объем равен измеренному объему за вычетом объема среды, которая впиталась. Масса, деленная на этот эффективный объем, дает эффективную плотность.
Этот показатель имеет значение, когда закрытые поры действительно представляют ценность. Полые или пористые частицы, такие как микросферы, вспученные минералы и полые стеклянные шарики, обеспечивают меньшее количество твердого вещества на частицу, чем предполагает их истинная плотность. Расчет параметров процесса на основе истинной плотности завышает вклад каждой частицы; эффективная плотность отражает этот вклад честно.
Кажущаяся плотность: как уплотняется порох
Кажущаяся плотность учитывает все: частицы, закрытые поры, открытые поры и зазоры между частицами. Она делится на две основные формы.
Плотность набивки (TAP)
Загрузите порошок в прибор для определения насыпной плотности, затем непрерывно вибрируйте и вращайте образец до тех пор, пока его объем не перестанет уменьшаться. Разделите массу образца на объем после уплотнения. Результатом является насыпная плотность — максимально плотная упаковка порошка, достигаемая без внешнего воздействия, за исключением вибрации.
Плотность уплотнения
Здесь пресс заставляет порошок двигаться и деформироваться. Зазоры заполняются, площадь контакта частиц увеличивается, и порошок образует прессованное тело с плотностью и прочностью. Объем этого прессованного тела называется объемом прессования, а масса, деленная на него, дает плотность прессования.
Плотность при насыпной обработке описывает процессы обработки и хранения. Плотность при прессовании описывает процессы прессования, гранулирования и таблетирования. Перед сравнением предложений уточните у поставщика, что именно он имеет в виду. Один и тот же порошок может показать два совершенно разных значения кажущейся плотности в зависимости от того, какой тест дал результат.
Как размер и форма частиц влияют на числовые значения
Распределение частиц по размерам, форма и морфология изменяют все видимые значения, иногда на значительные величины. Четыре закономерности повторяются для большинства порошков:
- Более мелкий порошок обычно дает более плотную консистенцию. Мелкие частицы заполняют зазоры между более крупными и создают больше пространства, поэтому насыпная плотность увеличивается.
- Узкое распределение размеров приводит к худшей упаковке. Частицы схожего размера образуют больше пустот, что снижает насыпную плотность. Смешивание крупной и мелкой фракций в правильном соотношении еще больше повышает ее.
- Сферические частицы имеют более высокую плотность. Округлые формы плотно скручиваются, в то время как неправильные формы образуют свободные структуры.
- Неправильная, тонкая морфология нарушает текучесть. Меньший средний размер частиц увеличивает трение между ними, поэтому порошок хуже текучий и оседает менее плотно, что снижает как текучесть, так и насыпную плотность.
Форма частиц и пористость, а не сам твердый материал, являются основной причиной расхождения между истинной плотностью и насыпной плотностью. Два поставщика могут поставлять порошок с одинаковыми значениями истинной плотности и насыпной плотности, которые отличаются на 30% или более.
Какой номер использовать в каком случае
| Решение | Используйте эту плотность | Почему |
|---|---|---|
| Проверка идентичности и качества материала | Истинная плотность | Независимо от измельчения и упаковки |
| Значение пористых или полых частиц | Эффективная плотность | Учитывает закрытые поры как полученное твердое вещество. |
| Размеры силосов, мешков и цистерн | Плотность насыпного уплотнения | Состояние "урегулировано" соответствует хранению |
| Калибровка дозатора и устройства подачи | Насыпная плотность между насыпной и водорастворимой плотностью. | Порошок поступает в рассыпчатом виде, затем оседает. |
| Прессование, гранулирование, брикетирование | Плотность уплотнения | Соответствует сжатому состоянию |
| заявленные мощности оборудования | Уточните, для какой плотности предназначен рейтинг. | Производительность в кг/ч полностью зависит от основы |
Данные о плотности и выбор оборудования
Показатели плотности напрямую влияют на размеры оборудования. Насыпная плотность сырья определяет размеры шнека и поворотного клапана. Разница между насыпной и расчетной плотностью указывает на возможность образования застойных пузырьков и воронок в бункере. Истинная плотность в сочетании с твердостью и абразивностью определяет, является ли ударная шлифовка экономически целесообразной или нет. воздушно-струйная мельница Это лучший вариант для твердого, плотного материала.
Для выполнения тонких и сверхтонких операций... мельница-классификатор воздуха Подходит для материалов, где насыпная плотность резко меняется в зависимости от размера частиц, поскольку встроенный классификатор удерживает верхний предел размера, в то время как воздушный поток регулирует нагрев и текучесть. В случаях, когда целевым параметром является узкий диапазон размеров частиц твердого минерала, струйная мельница Данная линейка охватывает тонкий слой материала, не загрязняя изделие износом от контактных сред.
Если значение плотности выглядит необычно, лучше измерить его, чем доверять данным в технической документации. Проведение лабораторных испытаний. лабораторная мельница Возвращает реальные значения для вашего конкретного порошка, включая распределение по размерам и плотность после измельчения, которые часто отличаются от значений в исходном состоянии.
Если вы планируете производственную линию и хотите проверить данные о плотности в соответствии с выбранным оборудованием, Пришлите нам данные о ваших материалах.. Укажите, к какой плотности относятся эти цифры, и мы рассчитаем размеры системы на той же основе.
Эпическая пудра
Компания Epic Powder разрабатывает системы измельчения и классификации для минералов, химикатов, продуктов питания и фармацевтических препаратов. Обладая более чем 20-летним опытом в области обработки порошков, мы подбираем мельницу, соответствующую требуемому размеру частиц и производительности. Расскажите нам о вашем материале. и мы порекомендуем проверенное решение.
“Спасибо за прочтение. Надеюсь, моя статья вам поможет. Пожалуйста, оставьте комментарий ниже. Вы также можете связаться с онлайн-представителем службы поддержки EPIC Powder». Молли По любым дополнительным вопросам обращайтесь.”
— Джейсон Ванг, Инженер