The Investigation of the Segregation in Rotating Drums

偏析為粉體操作中常見的問題。當工廠操作或運輸具有不同性質的粉體粒子時，因粒子運動軌跡不同，時常造成偏析現象的產生而造成粉體分佈的不均勻，而嚴重影響產品品質。滾動鼓經常使用於粉粒體的乾燥、混合、造粒及其他化學反應程序。當物理性質不同的粒子於滾動鼓中運動時，會產生軸向偏析與徑向偏析。粒子因不同物性（如粒徑、比重等），在鼓軸向上生成帶狀偏析，在鼓徑向上生成偏析核。但由於微觀的粒子間資訊不易量測獲得，也導致其探討上的困難。目前只有少數的方法可以用來討論粒子的運動。離散元素法(Discrete Element Method, DEM) 是最能提供粉粒體資訊，用來探討微觀的偏析機制的方法之一。本計畫擬進行實驗並應用離散元素模擬的方式，研究滾動鼓中粒子的偏析機制。影響滾動鼓中的偏析至少包含粉體物性與操作設備兩方面。由早期的Williams et al.(1963)的報告中，就提出影響粒子偏析的因素，包含粒子粒徑、比重、形狀、粗糙度和材料彈性等因子。在粉體的物性方面，過去的研究多僅止於研究粒徑大小所造成的偏析，對於其他物性不同的粒子卻很少探討。本研究將探討其他因子對於偏析的影響，最初的實驗結果顯示，具彈性粒子的偏析行為完全不同於剛性玻璃珠的偏析行為。此計畫也將探討操作條件對於偏析程度的影響，從前研究計畫中，吾人已經建立軸向偏析寬度與剛性玻璃珠粒徑比與填充率的關係，將於本計畫中研究軸向偏析寬度與具彈性粒子的粒徑比與填充率的關係，並進一步探討鼓幾何形狀的影響。

Project ID:PB9308-3558
External Project ID:NSC93-2214-E182-006