혼합 효과
분말 혼합 시 혼합 효과란 분말 입자를 균일하게 혼합물에 분포되도록 재배치하는 능력을 의미합니다. 혼합 효과가 높다는 것은 배치의 모든 영역이 규칙적이고 완전히 통과될 때를 말합니다.
혼합은 확산이라는 물리적 원리에 기반합니다. 가스의 경우 확산이 빠르게 일어나는 반면, 액체에서는 훨씬 더 느리게 진행되며 고체에서는 무시할 정도로 미미한 수준에서만 가능합니다. 확산의 원동력은 농도 평형으로, 분자들이 에너지적으로 더 유리한 균일 분포 상태를 달성하기 위해 무작위로 이동하는 현상입니다.
고체 혼합 시 분자 확산은 실질적으로 거의 역할을 하지 않습니다. 산업용 혼합 공정은 주로 입자 간의 상대 운동을 통해 균질성을 생성합니다. 이는 벌크 재료를 유동 상태로 만들 때 발생합니다. 공정에 따라 흐름은 중력, 강제 운동 또는 재배치에 의해 발생합니다. 예를 들어 자유 낙하 혼합기, 수평 또는 수직 강제 혼합기, 혼합 사일로 또는 혼합 더미에서 발생합니다.
혼합 효과는 이러한 입자 재배치가 모든 구성 요소를 무작위적이고 균일하게 분포시키는 능력에 대한 효율성을 설명합니다. 혼합 효과가 높다는 것은 배치의 모든 영역이 규칙적이고 완전히 유동되며, 사각 지대가 발생하지 않고, 대류, 분산 및 입자 확산과 같은 다양한 유동 메커니즘의 중첩을 통해 입자가 통계적으로 잘 분포된다는 것을 의미합니다.
amixon®의 수직 혼합기에서는 입자 재배치 정도를 높은 정확도로 정량화할 수 있습니다. 이를 위해 급경사 스크류에 적용되는 스크류 이송 공식에 따라 이송 성능을 추정합니다. 이 특성 값은 혼합 효율의 지표로 사용됩니다. 결과적으로 발생하는 유동 과정은 사각 공간이 거의 발생하지 않아, 매우 짧은 시간과 낮은 특정 에너지 투입으로 이상적인 혼합 품질을 달성할 수 있습니다.
Q = (π · D2 / 4) · S · n · φ · ζ
Q … 이론적 공급 능력
D … 나사 직경
S … 나사의 피치
n … 나사의 회전 주파수
φ … 나사산의 충전률 (일반적으로 100%)
π … 피터
ζ … 보정 계수/ 지원 효율
혼합 효과는 보완적인 조치를 통해 증대될 수 있습니다:
- 입자 이동의 추진 속도 증가
- 스크류 컨베이어의 회전 속도를 높이다,
- 파이프와 스크류 사이의 간극을 최적화하다
- 나사 경사각을 최적화하다
- "유동 교란 장치" 설치
- ……
혼합 효과는 건식 또는 액체 혼합 촉진제를 사용함으로써 추가로 향상될 수 있다. 이러한 촉진제는 입자 경계 영역에서 국부적으로 에너지 밀도를 증가시키거나 입자 간 상호작용을 변화시킨다.