混合機工作時,機(jī)內物料受兩相向旋轉的轉子槳葉作用,在機槽中進行多重複合(hé)運動(見圖3)。
以圖3中分別與(yǔ)兩槳葉接觸的物(wù)料顆粒A和A'為例進行分析,設旋轉槳葉麵作用在物料(liào)顆粒A和A'上(shàng)的力分別為P、P',由於摩擦的原因,P、P'的方向分別與(yǔ)槳(jiǎng)葉麵的法線偏離了φ角,φ角由物料對槳葉麵的(de)摩擦角ρ及槳葉表麵(miàn)粗糙程度決定,忽略槳葉表麵粗糙度對φ角的影響,可認為(wéi)φ≈ρ。物料顆粒(lì)A、A'在P、P'的作用下,在機(jī)槽內進行著一(yī)個複合運動,既有圓周速度v2、v2'又有軸向速度v1、v1',其合(hé)速度分別為v、v'。依物料混合運動狀態(tài),雙軸槳葉式混合機混合(hé)操作的機理有以下幾個步驟:
1)對流混合 由於(yú)有v1、v1'的存(cún)在,兩軸區的(de)物料將分別沿各自(zì)軸(zhóu)線按(àn)受力方(fāng)向流動到達軸端後,由於軸端有一組特殊角度槳葉的作用,物料轉而流(liú)向另一軸區,如此反複,整個混合機(jī)內形成了一個水平麵(miàn)的循環流動的物料流。 如圖4所示(按箭頭指示方向循(xún)環)。
由於有v2、v2'的存(cún)在,兩軸區(qū)的物料將分別繞各自軸線轉動,這一方麵在各軸區內形成了一個垂直麵的循環流動物料流。另一方(fāng)麵,在兩軸區交界處的物料(liào)還有(yǒu)橫向的跨(kuà)越分(fèn)界線的流向對方軸區的物(wù)料流。與一般混合機相比,雙軸槳葉式混合幹燥機由於(yú)有這樣多(duō)方位的複合循環對流物料流,將使機內物料更多更(gèng)快地從(cóng)某一處向另一處移(yí)動(dòng),實現(xiàn)粗略的、團塊狀的混合,並在(zài)此(cǐ)基礎上,可(kě)以有更多的物料表麵進行細致的、顆粒間(jiān)的混合。
2)剪切混合 由於物料內有速度分布,在(zài)物料中彼此形成剪切(qiē)麵,各物料團塊或顆粒相互滑動或(huò)碰撞,形成剪切混合。 一般資料(liào)也認為,物料的(de)圓周速度與剪切(qiē)作用相關,由圖3可見,機(jī)內物料顆粒的圓周速度v2,、v2'均大於v1、v1'(槳葉與軸線(xiàn)夾角(jiǎo)成(chéng)45°,v與v'又與槳葉麵的法線偏(piān)離了φ角) ,因(yīn)此,其剪切混合作用(yòng)也比較明顯。該區域(yù)中的物料,對單個顆粒來講,它不再(zài)依靠與(yǔ)其(qí)他鄰(lín)近顆粒的接觸而維持它的空間位置,相(xiàng)反,在(zài)失(shī)去了(le)以前的機械支承後,每個顆粒可在流態化區域(yù)中自由運動,物料顆(kē)粒在自由(yóu)運動中充分進行擴散混合。 該區域中摩擦(cā)力小,混合作用輕而平和,混合物無離(lí)析現(xiàn)象。物料(liào)的擴散混(hún)合過程在該區域就類似於液體中的(de)分子擴(kuò)散過程(chéng),它是無(wú)規則(zé)的運動,特(tè)別是微粒物料(微量(liàng)添加劑等(děng)),在流化狀態時,擴散作(zuò)用更為明顯。這種現象,也就是有的資料中所稱的“瞬間失重混合運動”。流態化區域的形成,加上對流混合(hé)和剪切混合,使混合(hé)過程更強烈,是雙軸槳葉式混合幹(gàn)燥機比一(yī)般類型混合幹燥機的混合速度更快、混合均勻度更高的主要原(yuán)因。由於固體物料混合操作複雜,其理(lǐ)論研究又遠落後於實(shí)用,混合機的混合機理、設計計算等迄今(jīn)仍帶有很大的經驗(yàn)性,因此,上述分析隻是一個定(dìng)性分(fèn)析探討,雙軸槳葉式混合幹燥機混合幹燥(zào)機理的定量分析,還(hái)有待於(yú)更深入的實(shí)驗研究。3)擴散混合 主要指(zhǐ)相鄰(lín)兩粒子相互改變位置所引起的局部混合,最終可達(dá)到完全均勻混合。擴散混合作用在整個機內都存在(zài),但在機體中線附近區域更顯著,原(yuán)因是兩轉子(zǐ)反方(fāng)向旋轉並在機體中線有一個槳葉的運動重(chóng)疊區,這(zhè)就使得中線附(fù)近的物料受旋轉槳葉的(de)作(zuò)用,比其他部位的(de)物料強烈兩倍以上。