Сыпучесть
Текучесть не является постоянным свойством материала — она возникает в результате взаимодействия порошка, добавки и процесса смешивания. Именно в случае плохо текучих порошков тип смешивания определяет, смогут ли минимальные количества антислеживающего средства вообще проявить свое действие. Необходимым условием является процесс смешивания, который работает эффективно, быстро и в то же время бережно. Только так добавки распределяются целенаправленно в местах контакта частиц, не вызывая ненужного уплотнения, расслоения или образования агломератов.
Для оценки сыпучести используются различные показатели. Простым и практичным показателем является угол наклона (также называемый углом сыпучести). Он описывает угол наклона свободно насыпанного конуса из порошка и определяется по формуле:
tan(α) = H/R
- • α — угол наклона
- • H — высота конуса
- • R — радиус основания
Малые углы наклона указывают на хорошую сыпучесть, большие углы — на когезионное или плохое текучее поведение. Угол наклона чувствительно реагирует на использование добавок, улучшающих текучесть, — однако это воспроизводимо только в том случае, если они распределены однородно. Именно здесь проявляется важность подходящей концепции смешивания.
Для надежного количественного описания часто используются испытания Эндрю Дженика-Шервера. Они дают так называемую функцию текучести FF, которая описывает связь между одноосной прочностью на сжатие σc и главным нормальным напряжением σ1:
FF = σ1/σc
На основе этих характеристик можно классифицировать порошки и определять условия текучести для силосов — например, для проектирования выпускных отверстий, углов наклона стенок и устройств для разгрузки. Чем выше функция текучести, тем лучше сыпучесть материала. Порошки с FF<4, например, считаются плохо текучими, в то время как вещества с FF>10 — свободно текучими.
Основная зависимость остается прежней: средства, способствующие течению, действуют не за счет количества, а за счет распределения. Эффективный, щадящий процесс смешивания может целенаправленно улучшить сыпучесть, уменьшить угол наклона и изменить функции течения — и тем самым стабилизировать всю технологическую цепочку от транспортировки через хранение до дозирования.