一、混合模型的由來
通常研究粉體混合都是在一種靜態(tài)過程中進行的。但是，因各種粉體粒徑大小不一、輕重各異、品種繁多而且混合過程是粉體在運動狀態(tài)下進行的，所以研究粉體混合要考慮粉體運動特征、運動趨勢這兩個方面。
1、通過觀察發(fā)現(xiàn)運動粉體的行為規(guī)律
經(jīng)過多年研究，我們觀察到在激烈的外力作用下，發(fā)生位移、動蕩的粉體會呈現(xiàn)出與液體非常相似的運動特征，即像水一樣流動、沉浮。
2、混合模型是量化研究粉體混合的基礎(chǔ)
因此，通過建立粉體液態(tài)化混合模型來解釋和分析粉體混合運動，可以使繁雜和困難的研究工作變得清晰和容易起來，并且為量化研究混合中的運動粉體奠定了基礎(chǔ)。
二、運動粉體液態(tài)化混合模型的建立
1、混合模型建立的外部條件
1）在封閉的容器中存有兩種或多種參與混合的粉體；
2）容器中的粉體受到重力和各種機械力作用而產(chǎn)生的各種運動，比如：翻轉(zhuǎn)運動、對流運動、震蕩運動、被剪切運動等等；
2、定義
定義：在外力作用下，容器內(nèi)運動的粉體會發(fā)生與液體運動相似的運動現(xiàn)象。因此我們將這個現(xiàn)象定義為：運動粉體液態(tài)化混合模型。粉體混合的過程就是運動粉體液態(tài)化運動的過程，其中粉體顆粒的個體會因自身特性（重、輕、大、小）在“液體”中表現(xiàn)出下沉、上浮、中間懸浮等等運動趨勢。
解釋：1）液體特征如向上漂浮、中間懸浮、底部下沉等現(xiàn)象在運動粉體中同樣出現(xiàn)。用這些現(xiàn)象來解釋粉體混合比較直觀、準確、易懂。例如：我們拿一個內(nèi)裝一半粉體的玻璃瓶進行激烈晃動時，可以發(fā)現(xiàn)粉體像液體一樣流動、漂浮、震蕩。
解釋：2）模型中液體化的“液體密度”就是所有參加混合的粉體（密度x粒徑）的均值。某種粉體與均值越接近，則該粉體就越容易混入主體粉中。
3、粉體在混合模型中的運動特征(如圖3-1)
1）粉體運動的動力主要來自自身重力和外部機械力。
2）重粉、大顆粒粉因體重大而下沉，輕粉、細粉因體輕被擠的向上浮動，中等粉震蕩懸浮。
3）粉體運動越激烈液態(tài)化現(xiàn)象就越明顯。
4）粉體流動性越好液態(tài)化現(xiàn)象就越明顯。
三、運動粉體液態(tài)化混合模型的內(nèi)容
既然是液態(tài)化混合模型，其內(nèi)容必然有液態(tài)特征的幾個組成部分。比如“液態(tài)”的內(nèi)涵、“液體”的比重、粉體個體的沉浮原因、“液體”的“稀與稠”、只有將這些問題一一分析到位，才能準確地給出混合模型的整體內(nèi)容。
1、粉體密度在混合模型中的應(yīng)用
粉體密度是影響混合過程的重要粉體特征之一。根據(jù)液態(tài)化混合模型的原理，比較重的粉體顆粒容易下沉，比較輕的粉體顆粒容易上浮，如果所有輕粉顆粒都上浮聚集就不易混合均勻。只有密度適中的粉體顆粒能較好的懸浮在主體粉之中進行相互摻和、滲透，達到混合均勻的目的，其中粉體密度適中的含義是指其個體與所有參加混合的粉體的整體密度均值接近。
2、粉體粒徑在混合模型中的應(yīng)用
粉體的平均粒徑也是影響混合的重要特征：參與混合的粉體顆粒其粒徑越小、粉末越細，混合時越容易上浮到上方。反之粒徑越大、粉體顆粒越粗，混合時越容易下沉到底部。
需要注意的是：
1）通常檢測的粉體粒徑是平均粒徑，實際參加混合的同種粉體粒徑也是有差異的，若某種粉體粒徑大小之比達到數(shù)倍時也會出現(xiàn)該粉體的小粒徑粉體上飄、大粒徑粉體下沉的現(xiàn)象。
2）通常粒徑在50目以下的粗粉和1000目以上的細粉就會造成粉體混合工作的明顯困難。因此，為了達到混合均勻的目的則需要控制粉體之間的粒徑差異。
3、粉體沉浮特征值——粉體密度與粒徑的乘積
這個沉浮特征值是我們建立混合模型的關(guān)鍵內(nèi)容之一。因為一個粉體顆粒在液體中是沉還是浮不是一個因素決定的，是其密度和粒徑兩個因素共同決定的，因此引入兩者的乘積才能準確體現(xiàn)粉體顆粒的上浮或下沉。
乘積越小上浮趨勢越大，反之亦然。
1）沉浮特征值定義：特征值=密度*粒徑
2）舉例解釋：現(xiàn)有A粉、B粉混合，計算其沉浮特征值，判斷其沉浮性能。
A粉體：密度a=1.0 、粒徑a=28微米
沉浮特征值a=密度ax粒徑a=1.0x28=28
B粉體：密度b=0.2 、粒徑b=150微米
沉浮特征值b=密度bx粒徑b=0.2x150=30
分析：a、單從密度上分析密度a粉重有下沉趨勢，密度b粉輕有上浮趨勢，密度相差5倍，混合應(yīng)該有困難。
b、單從粒徑上分析粒徑a粉細小有上浮趨勢，粒徑b粉粗大有下沉趨勢，粒徑相差5.3倍，混合應(yīng)該有困難。
c、而實際實驗結(jié)果得出，a、b兩粉能夠順利混合均勻。分析原因是，雖然a、b兩粉的比重差異大，粒徑差異大，但其沉浮特征值（28、30）比較接近，致使混合能夠順利進行。這是因為a粉的比重下沉趨勢與粒徑上浮趨勢相抵消，與b粉相比較綜合特征是相對均衡的。
因此，在運動粉體液態(tài)化混合模型中采用沉浮特征值來分析判斷混合運動是一個更加貼近實際情況的較好方法。
4、“液體”的內(nèi)涵
液態(tài)化混合模型中的液體也是一個關(guān)鍵內(nèi)容，這個液體就是參與混合的粉體整體，粉體顆粒就是個體。
1）“液體”是粉體的集合
該“液體”是指在封閉容器中參與混合的各種粉體集合。這個集合并不代表某一種粉體，而是對外呈現(xiàn)出一個粉體的整體，有著整體的密度、整體的平均粒徑、整體的流動性。
2）“液體”的浮力
“液體”的浮力是由參與混合的全體粉體所決定的，這個浮力就是參與混合多個粉體沉浮特征值的集體均值。
若個體粉體的沉浮特征值小于集體均值，則有上浮趨勢，差值越大，上浮趨勢越強，反之亦然。不同的粉體集合會有不同的液體浮力，原因是因其基礎(chǔ)條件密度、粒徑的不同而不同。
5、液體的稀稠由粉體流動性所決定
在運動粉體液態(tài)化混合模型中，流動性的好壞決定了液體的“稀或稠”。粉體流動性越好，液體就越“稀”，粉體的混合進程就越快，所需要的混合時間就越短，反之亦然。
1）流動性好的粉體對混合的影響：
正面影響：混合效率高。根據(jù)液態(tài)化混合模型理論中的“稀稠理論”，液體越稀粉體流動速度越快，粉體相互摻和、滲透效率越高，因此容易達到混合均勻的目的。
負面影響：根據(jù)液態(tài)化混合模型理論，粉體在混合過程中由于粉體流動性過好，會加強因粉體特性差異化產(chǎn)生新的上浮或下沉現(xiàn)象；且在混合均勻之后，粉體在裝卸、輸送的震動環(huán)境下易產(chǎn)生二次偏析、分層現(xiàn)象，造成新的不均勻。
2）流動性差的粉體對混合的影響：
正面影響：粉體的把持力較強，一旦各種粉體擴散均勻（即混合均勻），則不易產(chǎn)生新的偏析、分層和新的不均勻現(xiàn)象。
負面影響：根據(jù)液態(tài)化混合模型中的“稀稠理論”，液體越稠粉體在混合過程中由于粉體流動性差，粉體流動速度緩慢會使混合產(chǎn)生困難，降低混合效率，不易達到混合均勻的目的。
在實際工作中，流動性太好或太差的粉體在混合工作中都存在著混合工藝難題。
四、運動粉體液態(tài)化模型的應(yīng)用
混合模型的建立對粉體混合的研究有極為重要的意義，它揭示了粉體混合的運動特征和運動趨勢，如果我們采用有針對性的混合設(shè)備和混合工藝，就會將粉體混合的均勻度達到很高水平。
1、混合模型指出了混合難點和解決方法
在混合模型中很容易找到不利于粉體均勻混合的現(xiàn)象和原因，比如粉體顆粒的上浮或下沉、液體的“稠或稀”，因此可以找到相應(yīng)的措施克服這些不利因素。
1）當個體粉體顆粒的沉浮特征值與粉體整體均值差距較大時，粉體顆粒上浮下沉趨勢較強，可以采用混合粉體的料桶容器沿水平軸做上下翻轉(zhuǎn)（旋轉(zhuǎn)）運動，從而輕松阻止粉體顆粒的沉浮運動趨勢；
2）當參與混合的粉體流動性不好（稠液體），可以采用在混合機的料桶容器中設(shè)置運動葉片對粉體內(nèi)部進行強制剪切，促進粉體顆粒之間的對流擴散和相互摻和，從而克服因粉體（稠）而不易流動的缺點，提高了混合效率。
2、為深入研究粉體混合技術(shù)奠定了基礎(chǔ)
運動粉體液態(tài)化混合模型的建立可將原本復(fù)雜的、無序的固態(tài)粉體混合工作，歸納出形象的、具有粉體集體特征（如“液體”“液體比重”）的混合模型，另有粉體顆粒的個體在模型中表現(xiàn)出上浮、下沉的運動趨勢。
在模型中量化指出：
粉體個體的沉浮特征值=粒徑X密度
粉體的整體浮力=粉體沉浮特征值的平均值（還要考慮各個粉體的權(quán)重即添加比例等）。
有了這些概念、數(shù)據(jù)，為進一步研究粉體混合理論奠定了基礎(chǔ)，參閱下一章金合混合指數(shù)。
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