如何避免固体在料斗中流动的问题

为避免固体在料斗中流动的问题，设备壁与流动的固体之间的摩擦是要注意的重要因素。本文对料斗中的流态的回顾，以及克服与壁摩擦有关的挑战的实际设计注意事项。

过去，垃圾箱和料斗通常主要从建筑或制造的角度进行设计（例如，料斗壁相对于垂直方向倾斜30度，以减少墙体材料的浪费，或者倾斜45度以最小化净空需求并简化设计计算）。但是，经验表明，在不考虑实际要处理的散装物料的情况下设计设备通常会导致流动问题，例如拱形、晃动、不稳定的流动、甚至没有流动。通过测量散装固体的流动特性（包括壁摩擦），可以预测材料的流动行为，然后可以设计更可靠的料斗。

流型

当将固体物料从料斗或料仓中排出时，有两种类型的料斗流型是可能的。质量流箱具有相对较长的锥形排出部分。在质量流中，所有物料在卸料过程中都处于运动状态，因此不会形成停滞区域。相反，漏斗箱具有相对较短的会聚部分。在漏斗式垃圾箱中，给定高度的存储容量更大，但这种几何形状允许中心的物料移动，而壁上的物料固定不动。产生的停滞区域可能会中断流动。

摩擦特性

在表征散装固体的流动特性时，内部和外部摩擦值都很重要。内部摩擦是由固体颗粒相互流动引起的，可以使用直接剪切测试仪确定。外摩擦表示为壁摩擦角或滑动摩擦系数。滑动摩擦系数越低，料斗壁实现质量流所需的陡度就越小。

墙面摩擦测试

壁摩擦力的测试方法可测量固结应力增大时粉末样品与料斗壁材料之间的界面摩擦力。该测试是使用一种仪器进行的，该仪器涉及将粉末样品放在固定环上的墙壁材料的平坦试样块上。然后，将各种正常载荷施加到粉末上，并迫使环内部的粉末沿着固定壁材料滑动。测得的剪切应力是所施加法向应力的函数。

用于模拟表面的构造材料基于实际的料斗设计，仪器供应商提供了通常用于料斗构造的一系列不同等级的钢和塑料。

滑动摩擦系数是引起滑动所需的剪切力与垂直于板表面施加的载荷之比。该值的反正切是壁摩擦角。大于30度的壁摩擦角被认为是高的，并且可能导致粉末的流动困难。壁摩擦结果可帮助确定建议的料斗角度，以确保质量流量。

影响摩擦的因素

以下变量会影响散装固体的内部和外部摩擦值，并且与影响内聚力的变量类似：压力。通常，随着固结压力的增加，内部摩擦的有效角度会减小。类似地，滑动摩擦系数通常随着垂直于板作用的压力的增加而减小。但是，内摩擦角是材料的固有特性，随着作用在材料上的压力的增加，摩擦的内角可能会增加，减少或保持不变。水分含量。随着水分增加，许多散装固体变得更具摩擦性。颗粒大小和形状。通常，精细材料的摩擦力比粗糙材料大，因此它们的流动通常更麻烦。颗粒形状也起着作用，因为有角度的颗粒趋于彼此互锁并且还挖入壁表面，从而产生更大的摩擦力。

设计注意事项

如果粉末的摩擦性能决定了料斗的设计不切实际，寻找解决流动问题的替代方案可能包括更换料斗壁材料或增加料斗表面的清洁频率。改善流动性的另一种方法是将添加剂掺入粉末配方中。类似地，机械辅助设备（例如振动和充气）是其他可能的考虑因素。必须在这些干预措施的成本与因设备停机或需要返工的不良产品导致的流量中断所导致的处理时间损失的后果之间进行权衡取舍。