الخصائص الريولوجية لتحضيرات مسحوق البراوني

استعمال

خليط الخبز للبراونيز.

معدات اختبار

الأداة: اختبار تدفق المسحوق (PFT)

الخزان: 230 سم مكعب ، قطرها 6 بوصات (الحجم القياسي)

نوع الغطاء: غطاء طبالي ، 33 سم ، قطر 6 بوصات

غطاء حائط ، 2B ، قطر 6 بوصات

نوع الاختبار: اختبار وظيفة التدفق ، اختبار احتكاك الجدار

درجة الحرارة: درجة حرارة الغرفة (70-72 درجة فهرنهايت)

الرطوبة: 48%

طريقة

تم استخدام جهاز اختبار تدفق مسحوق Brookfield المجهز ببرنامج Powder Flow Pro للتحكم الآلي في الأدوات والحصول على البيانات لاختبار مزيج كعكة الشوكولاتة هذا. تم صب خليط البراوني في الحوض واستخدمت أداة الكشط لتوزيع المسحوق بالتساوي في جميع أنحاء الحوض. بعد تسجيل وزن العينة وإدخالها في البرنامج ، تم إجراء اختبار وظيفة التدفق القياسي ثم اختبار احتكاك الجدار. كان الوقت المطلوب لاختبار الساعة 25 دقيقة و 13 دقيقة على التوالي.

المعلمات المقاسة

السيولة: متماسكة للغاية

احتكاك الجدار: 45 درجة إلى 25 درجة

الكثافة الظاهرية: 475 كجم / م 3 (كثافة ملء) إلى 660 كجم / م 3

لتحليل

شكل القادوس: مخروطي

أبعاد القوس الحرجة: 108.6 مم (4.28 بوصة)

النتائج

يوضح الشكل 1 سيولة خليط الكعكة عند مستويات مختلفة من إجهاد التوحيد. تظهر هذه النتائج أن خليط الكعكة بشكل عام متسق للغاية عبر المستويات المختلفة من إجهاد التوحيد.

ملاحظة: يُشار إلى بيانات وظيفة التدفق بالخط الأحمر. عند تفسير الرسم البياني لوظيفة التدفق ، تتم قراءة البيانات من اليمين إلى اليسار. تشير نقطة البيانات الموجودة في أقصى اليمين إلى معدل تدفق المسحوق عندما يكون القادوس ممتلئًا ؛ تشير نقطة البيانات الموجودة في أقصى اليسار إلى تدفق المسحوق عندما يكون القادوس فارغًا تقريبًا. الخطوط الأرجوانية هي مؤشرات تدفق قياسية تميز أنواعًا مختلفة من سلوك التدفق عبر مستويات التوحيد ، بدءًا من "السائل الحر" (الجزء السفلي) إلى "غير السائل" (الجزء العلوي العلوي).

الشكل 1: رسم بياني لدالة نسبة الضغط لمزيج كعكة الشوكولاتة

يوضح الشكل 2 زاوية الاحتكاك للجدران عند مستويات مختلفة من الضغط الطبيعي. تمثل زاوية احتكاك الجدار الاحتكاك بين المسحوق المنزلق وجدار القادوس أو المزلق في بداية التدفق. في هذا الاختبار ، تم استخدام غطاء من الفولاذ المقاوم للصدأ ، يوضح كيف سيبدو الاحتكاك إذا كان خليط الكعكة في وعاء من الفولاذ المقاوم للصدأ. عند ضغط طبيعي منخفض يبلغ حوالي 0.5 كيلو باسكال ، تكون زاوية احتكاك الجدار حوالي 45 درجة وتنخفض إلى حوالي 25 درجة عند مستويات أعلى من الضغط الطبيعي (4.75 كيلو باسكال). تعتبر زوايا احتكاك الجدار الأكبر من 20 درجة عالية.

الشكل 2: رسم بياني احتكاك لجدار براوني ميكس

يوضح الشكل 3 الكثافة الظاهرية للمادة عند مستويات مختلفة من إجهاد التوحيد. يخبرنا هذا الرسم البياني أن خليط البراوني له كثافة تعبئة تبلغ حوالي 475 كجم / م 3 وتبلغ حوالي 660 كجم / م 3 عند حوالي 4.75 كيلو باسكال من إجهاد التوحيد. بشكل عام ، سيُظهر مسحوق التدفق الحر تغييرات صغيرة جدًا في الكثافة الظاهرية ، بينما سيُظهر المسحوق المتماسك أو المتدفق المنخفض عمومًا زيادة كبيرة في الكثافة الظاهرية. يُظهر مزيج الكعكة هذا زيادة كبيرة في الكثافة الظاهرية ، وهو مؤشر آخر على أن هذا المسحوق شديد التماسك.

الشكل 3: الرسم البياني لكثافة الحجم الكبير لخليط البراوني

استنتاج

خليط البراوني عبارة عن مسحوق متماسك للغاية على جميع مستويات إجهاد التوحيد. هذا يعني أن خليط الكعك يمكن أن يواجه مشاكل في التدفق إذا لم يتم اتخاذ الاحتياطات المناسبة. تشمل المشكلات المحتملة الحدبة (عندما يشكل المسحوق جسرًا متماسكًا فوق المخرج) وفتحة الفئران (عندما يتدفق المسحوق فقط من المركز ، تاركًا بقية المادة ثابتة على الجدران). يوفر البعد الحرج للقوس البالغ 108.6 مم (4.28 بوصة) تقديرًا متحفظًا لمنع التقوس ، بشرط أن يتجاوز الحد الأدنى لبعد مخرج القادوس هذه القيمة. يعتمد البعد الحرج لثقب الفئران على قطر الخزان. إذا كان قطر الخزان معروفًا ، يمكن للبرنامج حساب أبعاد ثقب الجرذ تلقائيًا.