中國粉體網(wǎng)訊  粉體物料的混合在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛存在，使得粉體物料的混合在生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)占據(jù)十分重要的地位。例如，在食品、農(nóng)業(yè)化肥、陶瓷材料和藥品的生產(chǎn)過程中，必須按一定比例將不同材料或不同性質(zhì)的物料混合均勻，然后通過某種處理程序得到最終產(chǎn)品。在生產(chǎn)過程中，粉體的分布是否均勻直接影響產(chǎn)品的最終性能。

物料混合

物料混合是指兩種或多種顆粒在外力（機(jī)械力或者重力）作用下發(fā)生位置和速度的變化，并通過顆粒之間的相對移動以及相互滲透進(jìn)各自顆粒集合中所形成的多種顆粒共存的復(fù)雜運(yùn)動過程，因此，使得各個組分的顆粒趨于均勻分布。由于顆粒具有宏觀上的連續(xù)性和微觀上的離散性，使得不同特性的顆粒在混合運(yùn)動中表現(xiàn)為一個非常復(fù)雜的混沌過程散體。

混合機(jī)理

粉體物料的混合過程雖然錯綜復(fù)雜，但是還是遵循一定的規(guī)律，按照混合機(jī)理，混合主要分為三種方式：對流混合、剪切混合以及擴(kuò)散混合。雖然三種混合機(jī)理在時間上具有連續(xù)性，但是實(shí)際上一般認(rèn)為顆粒的混合是三種混合機(jī)理共同作用的結(jié)果，它們之間相互交叉。

混合的三種機(jī)理

（圖片來源：王濤.強(qiáng)力混合機(jī)物料場仿真及優(yōu)化研究）

（1）對流混合

對流混合是指顆粒在外力作用下，使得不同組份的散體顆粒在空間上進(jìn)行大幅度的位置移動，通過單元顆粒之間的來回流動進(jìn)行混合，通常這種混合比較強(qiáng)烈但是持續(xù)時間較短，且混合結(jié)果是散體顆粒逐漸趨于均勻分布。

(2)剪切混合

剪切混合是由于散體顆粒之間的相對滑動引起的，由于每個顆粒具有不同的速度，使得剪切混合在捏合操作中起重要作用。

(3)擴(kuò)散混合

通常情況下，把相鄰兩個顆粒在微觀狀態(tài)下發(fā)生的局部混合稱為擴(kuò)散混合。在外力的作用下使相鄰顆粒之間發(fā)生位置的改變，從而導(dǎo)致顆粒之間相互滲透、相互摻和，當(dāng)混合達(dá)到擴(kuò)散混合階段時認(rèn)為已經(jīng)達(dá)到了完全混合的狀態(tài)。

混合過程

混合的過程大致可分為三個階段：對流混合階段、對流與剪切共同作用階段，

擴(kuò)散混合階段。

第一階段：這個階段的混合主要為對流混合，混合速度快。 

第二階段：這一階段的混合為對流與剪切共同作用的階段，混合時間相對較

長。 

第三階段：此階段為擴(kuò)散混合階段，混合物的狀態(tài)處于混合與分離的平衡狀

態(tài)，混勻度在某一值附近上下波動。

粉體顆�；靹�

要實(shí)現(xiàn)粉體顆粒的混勻，必須要借助機(jī)械或者流體等外力的作用。粉體顆粒的力學(xué)特性可以概括為“散”與“動”，前者是指粉體顆粒物性、粒徑和形狀的分散性，后者是指運(yùn)動的瞬態(tài)、波動以及碰撞等。當(dāng)通過添加槳葉來對粉體顆粒進(jìn)行強(qiáng)力混勻時，影響粉體顆�；靹虻囊蛩赜泻芏啵�如粉體顆粒物性、混合機(jī)結(jié)構(gòu)、工藝參數(shù)以及混合環(huán)境等。經(jīng)驗(yàn)表明，其中任何因素的變化都可能對混勻過程與效果產(chǎn)生明顯的影響。

混合設(shè)備研究

混合設(shè)備的作用是將配比好的原料濕潤、混勻，達(dá)到成分均勻且水分適中的要求，為良好的產(chǎn)品質(zhì)量創(chuàng)造條件�，F(xiàn)在對混合機(jī)的結(jié)構(gòu)與性能的研究不僅注重對混合及混合機(jī)結(jié)構(gòu)的研究，還注重物料屬性對于其混合的影響，如粒徑，物料形狀，物料含水量等對于混合的影響，同時也研究混合時間、物料的填充率對混合的影響。 

粉體混合設(shè)備種類繁多，根據(jù)動力結(jié)構(gòu)形式可以將混合設(shè)備分為有攪拌軸混合機(jī)和無攪拌軸混合機(jī)，根據(jù)混合機(jī)的布置形式可以分為臥式和立式混合機(jī)，根據(jù)混合機(jī)工作方式可以分為筒體固定形和筒體運(yùn)動型。在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)中，往往需要結(jié)合需要設(shè)計出多種特點(diǎn)合一的混合機(jī)�；旌蠙C(jī)的外形尺寸、攪拌器的布置方式、漿葉的結(jié)構(gòu)參數(shù)以及攪拌器與筒體底部的距離等決定了其自身特點(diǎn)。

粉體混合設(shè)備

（圖片來源：黃杰.鐵精礦和膨潤土粉料混合過程的離散元模擬及參數(shù)優(yōu)化）

粉體顆粒機(jī)械混勻的設(shè)備很多，但是具體來說，粉體顆粒機(jī)械混勻設(shè)備分為兩種類型：圓筒型和攪拌型。從特點(diǎn)上看，如果粉體顆粒之間的摩擦系數(shù)較大，流動性好，則無攪拌型混合機(jī)能夠達(dá)到良好的混勻效果；如果粉體顆粒易附著和易粘結(jié)，則可通過安裝擴(kuò)散板等部件增強(qiáng)混勻效果。然而無攪拌型混勻效率較低，耗時較長且混勻效果較差。攪拌型混合機(jī)是在內(nèi)部設(shè)置了攪拌裝置的混合機(jī)，相較于無攪拌型混合機(jī)而言擁有更加強(qiáng)大的混合功能，能夠使各種特性的粉體顆粒物料得到快速的混勻。

小結(jié)

粉體物料的混合是工業(yè)生產(chǎn)中一個重要的過程，在許多工業(yè)領(lǐng)域的生產(chǎn)中都伴隨著物料的混合和分離，所以物料混合的好壞直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量。粉體物料的混勻現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于冶金、食品、醫(yī)藥、塑料、農(nóng)業(yè)土質(zhì)改善和廢水處理等多個行業(yè)。隨著工業(yè)的不斷精細(xì)化，如何不斷提高混勻的效果及對混合設(shè)備的研究也越來越受到重視。

參考來源：

1、王濤.強(qiáng)力混合機(jī)物料場仿真及優(yōu)化研究

2、黃杰.鐵精礦和膨潤土粉料混合過程的離散元模擬及參數(shù)優(yōu)化

3、孫琳.Φ5.1×26m混合機(jī)數(shù)字樣機(jī)開發(fā)

4、左志堅.強(qiáng)力混合機(jī)粉體顆粒混勻過程及槳葉磨損研究 

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/青黎）

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