The Investigation of the Segregation Mechanisms of Particles

偏析為粒子操作中常見的現象。當操作具有不同物理性質的粒子時，時常產生偏析現象而造成不同物性粒子空間分佈的不均勻。在工廠的粒子操作包含如粒子的混合、輸送、振動、乾燥等程序。因為偏析現象的產生，而嚴重影響產品品質。因此偏析現象的研究，一直以來，都成為重要的研究課題（如早期的Williams, Harnby 1960~1970 到最近2004 發表於Nature 等期刊的Shinbrot, Muzzio 等）。早期Williams et al.的報告中，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；而偏析的機制則至少包含路徑偏析、穿透偏析及震動偏析。吾人最近的偏析實驗應用具有不同彈性的粒子，推論滾動鼓中粒子的主要偏析機制為路徑偏析（submitted, Powder Technology），但仍未能瞭解不同物性粒子與路徑偏析的關係。我們由實驗及文獻中得知滾動鼓中的軸向偏析起源於滾動鼓的兩端壁，本研究計畫將改變兩端壁的剪切應力，由於不同的剪切應力，造成的粒子床膨脹 (Dilation) 程度不同，將影響不同物性粒子的路徑偏析程度，造成所形成的帶狀偏析差異。從前一年的研究計畫中，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（in revision, PowderTechnology），本計畫將進一步持續應用離散元素法 (Discrete Element Method, DEM) 與影像分析實驗來深入探討微觀的偏析機制。

Project ID:PB9408-4072
External Project ID:NSC94-2214-E182-007