Jenike型剪切测试仪在颗粒物料流动性测试中的应用_廖荣福

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1、硫磷设计与粉体工程2011年第6期SP＆BMHRELATEDENGINEERING·23·Jenike型剪切测试仪在颗粒物料流动性测试中的应用廖荣福，邱生祥，潘仁湖(福建龙净环保股份有限公司，福建龙岩364000)摘要:流动性测试能够准确地获得颗粒物料的相关特性，为设计颗粒物料处理工艺及设备提供准确可靠的依据。介绍了颗粒物料流动性的描述方法，以及用Jenike型剪切测试仪进行颗粒物料流动性测试的方法，分析了该测试试验存在的问题，并提出了解决方法，为颗粒物料流动性测试提供指导。关键词:流动性测试;颗粒物料;Jenike型剪切测试仪;内摩擦角;壁面摩擦角中图

2、分类号:TB44文献标识码:A文章编号:1009－1904(2011)06－0023－07程度的点数，然后采用点加法得出总点数作为流动1概述指数，以此来综合评估粉体流动性。表1是Carr提在生产过程中，常使用料仓、料斗来储存颗粒状出的流动指数表。原料或产物。料仓是否能稳定可靠地运行，直接影响到整个生产流程。但在生产现场，料仓常常发生［4］表1Carr流动指数结拱、鼠洞、崩料等问题，致使下料不畅而影响到整流动指数/1流动性能个生产活动。这些问题尤其容易出现在按经验来设90～100流动性极好，无需辅助设备，不会形成拱堆计的料仓上。为解决经验设计存在的不足，A

3、ndrew80～89流动性良好，无需辅助设备，基本不形成拱堆W.Jenike以土壤力学理论为基础，建立和发展了一70～79流动性中等，无需辅助设备。如果需要，要振动套完整的基于物料料性的料仓设计理论，包括料仓60～69流动性一般，物料附着挂料的边界线［1、2］设计方程以及颗粒物料流动性的测试方法。几40～59流动性不好，必须搅动或振动十年来，Jenike理论得到广泛应用，有效地解决料仓20～39流动性非常不好，需更积极的搅动按经验设计存在的问题。0～19流动性极不好，需特殊振动料斗龙净环保从澳大利亚引进颗粒物料流动性测试设备和料性分析软件，用于测试颗粒物

4、料流动性参由表1可以看出，Carr指数在一定程度上仍属数，为料仓、料堆设计提供准确的料性数据，使设计于经验性的颗粒物料流动性描述。此外，这种方法出的产品能够稳定运行。笔者结合测试经验，介绍只能对颗粒物料的流动性进行比较，是一种定性的Jenike流动性测试方法，指出测试过程中容易出现描述，对料仓等设备的设计计算不能提供足够精确的问题并提出了相应的解决方法。和有力的支持。Jenike将土壤力学的理论应用到料仓设计中，2颗粒物料流动性的描述方法建立了一套科学、有效的料仓设计理论和方法，指出过去人们习惯简单地根据休止角(安息角)来描与料仓设计相关的颗粒物料流动性

5、参数，并开发出述和评价颗粒物料的流动性，这种办法带有较大的颗粒物料流动性测试方法和工具。Jenike理论的颗经验性，后来Carr通过对2800种粉体试样的测定，粒物料流动性参数主要包括:物料有效摩擦角和内归纳提出了一套比较全面表征粉体流动性的方法，摩擦角、物料与壁面的摩擦角、无约束屈服应力(流［3、4］叫做Carr流动指数(FlowIndex，简称FI)。动函数)、堆积密度。这些参数不但可以用于评价物Carr对粉体的休止角、压缩率、铲板角、凝集度料流动性的优劣，更重要的是Jenike将这些参数引等4项指标进行测定，将测定结果换算成表示高低入到料仓的设计计

6、算中，使得颗粒物料处理设备的基金项目:科技部国际科技合作项目(2009DFB90220)硫磷设计与粉体工程·24·SP＆BMHRELATEDENGINEERING2011年第6期设计更为准确，更符合工程实际工况。3.2剪切盒的工作原理Jenike型剪切盒工作原理如图2(b)所示。测试3Jenike型剪切测试仪时，在剪切盖上放置砝码作为正压力;在剪切环与基流动性测试的剪切设备主要有:Jenike型剪切环之间的剪切面上，一个电机驱动的推杆作用在剪测试仪、环形剪切仪、三轴剪切仪、双轴剪切仪等。切盖的顶针上，推动剪切环做剪切运动。设置在推［5、6］其中，Jeni

7、ke型剪切测试仪是应用最为广泛的。杆上的力传感器测得剪切力信号，再传送到图纸记3.1Jenike型剪切测试仪的结构录仪或计算机上。一套完整的Jenike型剪切测试仪包括剪切仪、3.3Jenike型剪切测试仪的特点剪切盒、压实台等，如图1所示。Jenike型剪切测试仪操作简便，同时还能够进行时效压实剪切实验和壁面摩擦角测试。基于这些优点，Jenike型剪切测试仪在科研机构和企业中都得到广泛应用。此外，美国材料与试验协会(AmericanSocietyforTestingandMaterials，ASTM)、澳大利亚标准(AustraliaStandards

8、)和化学工程师协会(InstitutionofChemicalEngineer，