유동성

유동성은 재료가 기계적 하중 하에서 어떻게 움직이거나 변형되는지를 설명한다. 벌크 재료의 경우, 특히 압축된 입자 집합체가 어떤 조건에서 움직이기 시작하거나 정지하는지를 의미한다. 이는 재료 특성(입자 크기, 형태, 표면 상태, 수분, 응집력), 포장 상태 및 가해지는 응력 상태에 따라 달라진다.

고체 입자는 정지 상태에서 정상 응력과 전단 응력 모두에 저항할 수 있으며, 이때 안정된 고체처럼 행동합니다. 전단 응력이 증가하고 재료별 유동 한계점을 초과하면 입자 집합체가 유동하기 시작합니다(소성 변형, 전단). "우수한" 유동 특성은 벌크 재료가 강한 사전 압축 없이도 중력이나 약한 진동과 같은 작은 자극만으로 호퍼, 사일로 또는 계량 장치에서 안정적으로 유출될 때 나타납니다.

벌크 고체의 유동 거동을 정량적으로 기술하기 위해 벌크 고체 강도 σ_c, 고결 응력 σ₁, 내부 마찰각 φ_i 및 유동 계수 ffc와 같은 특성값이 사용됩니다. 널리 사용되는 척도는 유동 계수입니다:

ffc = σ_1 / σ_c

• ffc: 유동성 지수
• σ_1: 응력
• σ_c: 벌크 강도

낮은 ffc 값은 응집성이 강하고 유동성이 낮은 분말을 나타내며, 높은 ffc 값은 자유롭게 유동하는 벌크 재료를 의미합니다. 유동 특성은 다리 형성, 셸터 형성, 계량 정확도 및 배출 가능성에 영향을 미치므로, 이는 사일로, 배출 장치, 이송 설비 및 혼합기의 설계에 직접적인 영향을 줍니다.