가습 결과

분말 혼합기에서의 습윤 결과는 액체가 입자 집합체 내에 얼마나 균일하게 분포되어 있는지, 그리고 그 과정에서 어떤 미세 구조(틈새 액체, 모세관 다리, 막, 포화)가 형성되는지를 나타냅니다. 습윤성의 핵심적인 척도는 액체와 고체 표면 사이의 접촉각 θθ이며, 이는 영의 식을 통해 계면 장력과 연관되어 있습니다: 

γ_SG = γ_SL + γ_LG · cos(θ)

이때 다음이 성립합니다: θ < 90° → 우수한 습윤; θ > 90° → 불량한 습윤.

• γ_SG = 고체-기체 계면 장력
• γ_SL = 고체-액체 계면 장력
• γ_LG = 액체-기체 계면 장력
• θ = 접촉각

접촉각이 작을수록(0°에 가까울수록) 입자 표면과 모세관 내로의 신속하고 완전한 습윤이 촉진되는 반면, 접촉각이 클수록 침투가 지연되고 불균일한 습윤 패턴이 나타납니다.

분말층 내로의 액체 흡수 동역학을 설명하기 위해 흔히 워시번 방정식이 사용된다. 이 방정식은 모세관이나 다공성 층 내에서 액체의 상승 높이 l과 시간 t 사이의 관계를 나타낸다: 

l² = (γ · r · cos(θ)) / (2 · η) · t

• l = 유체의 상승 높이 (m 단위)
• γ = 액체의 표면장력 (N/m)
• r = 유효 모세관 반경 (m 단위)
• θ = 접촉각 (°)
• η = 액체의 동적 점도 (Pa·s)
• t = 시간 (초)

이 방정식은 젖음성(접촉각 θ)과 기공 구조(모세관 반경 r)가 습윤 속도를 결정한다는 것을 보여줍니다. 실제로 분말 혼합기에서 우수한 습윤 결과를 얻으려면, 액체를 벌크 재료 표면 아래로 미세하게 분사하여 투입하고, 혼합실을 충분히 채우며, 입자의 상대 속도가 충분히 높아야 합니다.