фиксация времени

Термин «упрочнение со временем» обозначает увеличение внутренней прочности материала в процессе хранения в неподвижном состоянии. Этот эффект может возникать даже без дополнительных внешних механических нагрузок, например, исключительно под действием собственного веса или условий окружающей среды. Причиной этого являются зависящие от времени физические или химические изменения структуры материала.

В технологическом процессе уплотнение под воздействием времени имеет особое значение, прежде всего, для мелкозернистых порошков и сыпучих материалов, пастообразных и вязкопластичных веществ. Примерами являются порошки, чувствительные к влажности, или свежеизмельченный сахар, тесто, пастообразные смеси, а также продукты, содержащие крахмал, производные целлюлозы или загустители. Насыпные материалы могут уплотняться при хранении в силосах или контейнерах IBC, образовывать мостики или «слеживаться», теряя тем самым свою сыпучесть.

Причины временного упрочнения многообразны. К ним относятся упорядочение расположения частиц и молекул, контактное упрочнение на границах зерен, образование жидкостных мостиков, процессы кристаллизации или механизмы физической сшивания. Часто временное упрочнение сопровождается увеличением кажущейся вязкости, повышением предела текучести или увеличением сопротивления сдвигу.

σ_c= f(σ₁)

• σ1 — основное напряжение консолидации. Это наибольшее нормальное напряжение, которому ранее подвергался сыпучий материал
• σc — это одноосное сопротивление сжатию. Это максимальное напряжение сжатия, которое материал выдерживает при нагрузке только в одном направлении, прежде чем «сломаться»
• ffc — это индекс текучести

Одним из широко используемых показателей является индекс сыпучести (Flowability Index, ffc). Чем выше значение ffc, тем лучше сыпучесть материала

ffc = σ₁ / σ_c

На практике эмпирическое описание можно использовать в качестве «модели подгонки» для определения прироста прочности σc(t).

σ_c(t) ≈ σ_c(t₀) · (t/t₀)ⁿ

• t0: время начала, в которое известно удельное напряжение σc(t0), например, через 1 час 
• n — безразмерный показатель, характеризующий степень увеличения прочности во времени; он определяется на основе данных измерений и зависит от материала и условий

Время уплотнения влияет на процессы перемешивания, транспортировки, хранения и дозирования. Продукты, которые уплотняются после остановки, требуют при повторном запуске более высоких крутящих моментов, более мощных приводов или специальных устройств для разгрузки. В смесителях, реакторах и резервуарах для хранения этот эффект необходимо учитывать при проектировании, управлении процессом и выборе устройств для разгрузки. Медленное движение без мертвых зон позволяет полностью избежать уплотнения материала со временем. Отличным техническим решением для этого является силосный смеситель Gyraton® от amixon®.