混合機理

混合機工作時(shí)，機內物料受兩相向旋轉的轉子槳葉作用，在機槽中進(jìn)行多重復合運動(dòng)(見(jiàn)圖3)。

以圖3中分別與兩槳葉接觸的物料顆粒A和A'為例進(jìn)行分析，設旋轉槳葉面作用在物料顆粒A和A'上的力分別為P、P'，由于摩擦的原因，P、P'的方向分別與槳葉面的法線(xiàn)偏離了φ角，φ角由物料對槳葉面的摩擦角ρ及槳葉表面粗糙程度決定，忽略槳葉表面粗糙度對φ角的影響，可認為φ≈ρ。物料顆粒A、A'在P、P'的作用下，在機槽內進(jìn)行著(zhù)一個(gè)復合運動(dòng)，既有圓周速度v2、v2'又有軸向速度v1、v1'，其合速度分別為v、v'。依物料混合運動(dòng)狀態(tài)，雙軸槳葉式混合機混合操作的機理有以下幾個(gè)步驟：

1)對流混合　由于有v1、v1'的存在，兩軸區的物料將分別沿各自軸線(xiàn)按受力方向流動(dòng)到達軸端后，由于軸端有一組特殊角度槳葉的作用，物料轉而流向另一軸區，如此反復，整個(gè)混合機內形成了一個(gè)水平面的循環(huán)流動(dòng)的物料流?！∪鐖D4所示(按箭頭指示方向循環(huán))。

由于有v2、v2'的存在，兩軸區的物料將分別繞各自軸線(xiàn)轉動(dòng)，這一方面在各軸區內形成了一個(gè)垂直面的循環(huán)流動(dòng)物料流。另一方面，在兩軸區交界處的物料還有橫向的跨越分界線(xiàn)的流向對方軸區的物料流。與一般混合機相比，雙軸槳葉式混合干燥機由于有這樣多方位的復合循環(huán)對流物料流，將使機內物料更多更快地從某一處向另一處移動(dòng)，實(shí)現粗略的、團塊狀的混合，并在此基礎上，可以有更多的物料表面進(jìn)行細致的、顆粒間的混合。

2)剪切混合　由于物料內有速度分布，在物料中彼此形成剪切面，各物料團塊或顆粒相互滑動(dòng)或碰撞，形成剪切混合?！?一般資料也認為，物料的圓周速度與剪切作用相關(guān)，由圖3可見(jiàn)，機內物料顆粒的圓周速度v2,、v2'均大于v1、v1'(槳葉與軸線(xiàn)夾角成45°，v與v'又與槳葉面的法線(xiàn)偏離了φ角) ，因此，其剪切混合作用也比較明顯。該區域中的物料，對單個(gè)顆粒來(lái)講，它不再依靠與其他鄰近顆粒的接觸而維持它的空間位置，相反，在失去了以前的機械支承后，每個(gè)顆?？稍诹鲬B(tài)化區域中自由運動(dòng)，物料顆粒在自由運動(dòng)中充分進(jìn)行擴散混合?！?該區域中摩擦力小，混合作用輕而平和，混合物無(wú)離析現象。物料的擴散混合過(guò)程在該區域就類(lèi)似于液體中的分子擴散過(guò)程，它是無(wú)規則的運動(dòng)，特別是微粒物料（微量添加劑等），在流化狀態(tài)時(shí)，擴散作用更為明顯。這種現象，也就是有的資料中所稱(chēng)的“瞬間失重混合運動(dòng)”。流態(tài)化區域的形成，加上對流混合和剪切混合，使混合過(guò)程更強烈，是雙軸槳葉式混合干燥機比一般類(lèi)型混合干燥機的混合速度更快、混合均勻度更高的主要原因。由于固體物料混合操作復雜，其理論研究又遠落后于實(shí)用，混合機的混合機理、設計計算等迄今仍帶有很大的經(jīng)驗性，因此，上述分析只是一個(gè)定性分析探討，雙軸槳葉式混合干燥機混合干燥機理的定量分析，還有待于更深入的實(shí)驗研究。3)擴散混合　主要指相鄰兩粒子相互改變位置所引起的局部混合，最終可達到完全均勻混合。擴散混合作用在整個(gè)機內都存在，但在機體中線(xiàn)附近區域更顯著(zhù)，原因是兩轉子反方向旋轉并在機體中線(xiàn)有一個(gè)槳葉的運動(dòng)重疊區，這就使得中線(xiàn)附近的物料受旋轉槳葉的作用，比其他部位的物料強烈兩倍以上。