在滚动运动模式下，物料床分为两个不同的功能区：活性层和被动区域。具体来说，物料床由靠近表面的动态“剪切”层和沿底部壁的稳定“塞流”区域组成，它们协同作用以促进颗粒运动。
这两个区域之间的相互作用使得滚动模式成为混合的最佳模式；它建立了一种连续的循环，物料被被动区域向上输送，并通过活性层向下剪切。
物料床的力学原理
要理解在旋转筒或窑中混合是如何发生的，您必须识别由滚动模式定义的两个不同区域的具体行为。
活性层
这是物料床的剪切区域。它位于颗粒质量的自由表面正下方。
在该区域，颗粒相对于彼此处于持续运动状态。随着筒体的旋转，物料沿该斜坡级联而下，从而产生扩散混合的主要机制。
被动区域
位于物料床底部，该区域通常被称为塞流区域。
与活性层不同，这里的内部剪切速率实际上为零。该区域的颗粒不相互移动；相反，它们作为一个固化的整体移动，被筒体壁的旋转固定在原地，直到它们到达物料床顶部并进入活性层。
为什么滚动模式很重要
理解这些区域之间的区别对于旨在最大化效率的工艺工程师至关重要。
实现最佳混合
滚动模式被广泛认为是最佳混合状态。
这种效率源于两个区域之间稳定的、连续的颗粒交换。被动区域将物料向上输送，活性层将其向下翻滚，确保彻底均质化。
物料床的稳定性
在该模式下，物料保持恒定的动态休止角。
与“坍塌”模式（在该模式下，由于不稳定，休止角会周期性变化）不同，滚动模式提供了一种稳定、可预测的颗粒向床面上的排放。
理解操作边界
虽然滚动通常是目标，但它是一种依赖于转速的动态状态。未能维持正确的参数可能导致效果较差的运动状态。
低速风险
在非常低的转速下，物料床可能会进入滑动模式。在这里，散装物料作为一个整体质量在窑壁上滑动，几乎没有混合效果。
坍塌的不稳定性
随着速度略有增加但仍低于滚动阈值，会发生坍塌。这包括物料的某些部分变得不稳定并间歇性地向下滑动。虽然比滑动模式好，但它缺乏滚动模式那种连续、稳定的翻转。
优化您的工艺
要将这些应用于您的具体操作，请考虑您对物料床行为的主要目标。
- 如果您的主要关注点是最大化混合效率：确保您的转速足够高以诱发滚动模式，从而形成深厚的活性层和稳定的物料循环。
- 如果您的主要关注点是工艺稳定性：监测休止角；恒定的休止角表明您已达到稳态滚动模式，而周期性变化则表明您仍处于坍塌状态。
掌握被动塞流和活性剪切层之间的过渡是实现可预测、高质量物料加工的关键。
总结表：
| 区域类型 | 运动特性 | 内部剪切速率 | 混合功能 |
|---|---|---|---|
| 活性层 | 剪切/级联 | 高 | 自由表面主要的扩散混合。 |
| 被动区域 | 塞流 | 零 | 将物料作为一个整体质量向上输送。 |
| 滑动模式 | 滑动质量 | 最小 | 效果差；物料在壁上滑动。 |
| 坍塌模式 | 间歇性滑动 | 可变 | 不一致；片段周期性滑动。 |
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