efekt mieszania
W przypadku mieszania proszków efekt mieszania oznacza zdolność do przemieszczania cząstek proszku w taki sposób, aby były one równomiernie rozłożone w mieszance proszkowej. Wysoki efekt mieszania występuje wtedy, gdy wszystkie obszary partii są regularnie i całkowicie przepływane.
Mieszanie opiera się na fizycznej zasadzie dyfuzji. Podczas gdy dyfuzja gazów przebiega szybko, w przypadku cieczy jest ona znacznie wolniejsza, a w przypadku ciał stałych możliwa tylko w nieznacznym stopniu. Siłą napędową jest wyrównanie stężenia, w którym cząsteczki przemieszczają się losowo, aby osiągnąć bardziej korzystny energetycznie stan jednorodnego rozkładu.
Podczas mieszania substancji stałych dyfuzja molekularna nie odgrywa praktycznie żadnej roli. Przemysłowe procesy mieszania zapewniają jednorodność głównie poprzez względne ruchy między cząstkami. Powstają one, gdy materiały sypkie są wprowadzane do strumienia. W zależności od procesu przepływ jest wywoływany przez grawitację, ruch wymuszony lub przemieszczanie, na przykład w mieszalnikach swobodnego spadku, poziomych lub pionowych mieszalnikach wymuszonych, silosach mieszających lub hałdach mieszających.
Efekt mieszania opisuje skuteczność tych przemieszczeń cząstek pod względem ich zdolności do tworzenia losowego i równomiernego rozkładu wszystkich składników. Wysoki efekt mieszania występuje, gdy wszystkie obszary partii są regularnie i całkowicie przepływane, unika się martwych stref, a cząstki są statystycznie dobrze rozłożone dzięki nakładaniu się różnych mechanizmów przepływu, takich jak konwekcja, dyspersja i dyfuzja cząsteczkowa.
W przypadku mieszalników pionowych firmy amixon® można z dużą dokładnością określić stopień przemieszania cząstek. W tym celu szacuje się wydajność transportową na podstawie wzoru transportowego ustalonego dla ślimaków stromych. Ta wartość charakterystyczna służy jako wskaźnik wydajności mieszania. Ponieważ wynikowy proces przepływu przebiega w dużej mierze bez martwej przestrzeni, idealną jakość mieszania osiąga się w krótkim czasie i przy bardzo niskim zużyciu energii.
Q = (π · D2 / 4) · S · n · φ · ζ
Q … teoretyczna wydajność
D … Średnica ślimaka
S … Nachylenie (skok) ślimaka
n … Częstotliwość obrotów ślimaka
φ … Stopień wypełnienia ślimaka (zwykle 100%)
π … liczba kręgu
ζ … Współczynnik korekcyjny/współczynnik efektywności wsparcia
Efekt mieszania można zwiększyć poprzez dodatkowe środki:
- Zwiększenie prędkości transportu cząstek
- zwiększyć częstotliwość obrotów ślimaka transportowego,
- zoptymalizować szczelinę między rurą a ślimakiem
- zoptymalizować skok ślimaka
- Instalacja „urządzeń zakłócających przepływ”
- ……
Efekt mieszania można dodatkowo poprawić poprzez zastosowanie suchych lub płynnych przyspieszaczy mieszania. Zwiększają one lokalnie gęstość energii w obszarach granicznych cząstek lub zmieniają interakcje między nimi.