Основные физические характеристики сыпучих материалов.

Гигроскопичность – способность сыпучего материала сорбировать парообразную влагу из окружающего воздуха.

где W– максимальная гигроскопичность в % вес;

mв, mб, mс – соответственно масса пробы сыпучего материала с бюксой, масса бюксы и масса бюксы с высушенным материалом;

(mв–mс) – масса влаги в пробе, накопленная в процессе сорбции водяных паров из воздуха в течение 1-2 суток до достижения равновесия;

(mс–mб) – масса сухого остатка.

Гигроскопичность определяется по результатам выдержки пробы сыпучего материала в течение 1-2 суток в эксикаторе в присутствии осушителя-раствора H2SO4. В эксикаторе устанавливается во времени равновесное состояние влажного сыпучего материала с воздухом относительной влажностью 95-98% при температуре 20’С.

Плотностью ρ[кг/м³] сыпучего материала называется масса единицы объема монолитного вещества из которого состоят частицы сыпучего материала. В соответствии с ГОСТ 5181-78 плотность определяется пикнометрическим методом.

Насыпная плотность ρ_н сыпучего материала определяется массой единицы объема, занимаемого при свободном засыпании его в мерный сосуд (см. рис. 2).

Рис 2. Мерный сосуд для определения насыпного веса груза.

1 – мерник; 2 – ось; 3 – поворотный корректировщик верхнего уровня сыпучего материала.

Значение ρ_н определяют для порошкообразных химических материалов по ГОСТ 11035-64, а для металлических порошков – по ГОСТ 19440-74. Насыпная плотность конкретного сыпучего материала может варьироваться в широких пределах в зависимости от дисперсного состава частиц, их формы, плотности и способа засыпки в емкость.

Порозностью слоя ε сыпучего материала называется доля свободного объема V₁ слоя по отношению к объему всего слоя V₀, т.е. ε зависит от способа укладки частиц, их формы, размера и т.д. В частности, при воздействии вибрации ε может уменьшаться в 1,5-3 раза.

Для неупорядоченного монодисперсного слоя частиц регулярной сферической формы ε =0,4.

Коэффициент уплотнения Ку :

К_у = ρ_н /ρ_{пр ,}

где ρн – насыпная плотность сыпучего материала до уплотнения;

ρпр – насыпная плотность сыпучего материала после уплотнения.

Взрыво- и пожароопасность.

Горючие сыпучие материалы при определенных условиях могут самовозгораться, а их пылевоздушные смеси – взрываться. Взрыв пылевоздушной смеси горючих сыпучих материалов возможен только тогда, когда их концентрация в воздухе находится в диапазоне между нижним концентрационным пределом воспламенения (НКПВ) и верхним концентрационным пределом воспламенения. Согласно нормам, принятым, в РФ, взрывоопасными считаются пылевоздушные смеси, для которых НКПВ меньше или равен 65 г/м³. Пылевоздушные смеси с НКПВ превышающими 65 г/м³ считаются пожароопасными.

Инициаторами зажигания и взрывов пылевоздушных смесей, образующихся в смесителях, мельницах, бункерах, трубопроводах, дозаторах и т.д. могут быть нагретые поверхности, пары трения, электростатическое электричество, искровые разряды в электрооборудовании, электропроводке и т.д.

С целью предупреждения опасности пожаров и взрывов пылевоздушных смесей предусматривают необходимые меры безопасности:

- проведение технологического процесса в среде инертного газа;

- надежное заземление оборудования;

- использование оборудования во взрывозащищенном исполнении;

- исключение искрения между движущимися деталями оборудования;

- недопущение подсоса окружающего воздуха в оборудование с инертной атмосферой.