Rheologische Eigenschaften von Mehl

BENUTZEN

Wird zum Backen und Kochen verwendet.

TEST AUSRÜSTUNG

Gerät: Pulverflusstester (PFT)

Tank: 230 cc, 6 Zoll Durchmesser (Standardvolumen)

Deckeltyp: Palettendeckel, 33cc, 6 Zoll Durchmesser

Wandabdeckung, 2B-Finish, 6 Zoll Durchmesser

Testtyp: Strömungsfunktionstest, Wandreibungstest

Temperatur: Raumtemperatur (70-72 ° F)

Luftfeuchtigkeit: 24%

METHODE

Ein Brookfield-Pulverflussprüfer, ausgestattet mit der Software Powder Flow Pro für die automatisierte Gerätesteuerung und Datenerfassung. Das Mehl wurde in der Wanne gesammelt und dann mit dem Schabewerkzeug das Pulver gleichmäßig in der Wanne verteilt. Nach Erfassung des Probengewichts und Eingabe in die Software wurde ein Standard-Fließfunktionstest und anschließend ein Wandreibungstest durchgeführt. Die erforderliche Zeit für jeden Test betrug 25 Minuten bzw. 13 Minuten.

GEMESSENE PARAMETER

Fluidität: Sehr kohäsiv bis kohäsiv

Wandreibung: 12° (0,5 kPa) bis 9,5° (4,75 kPa)

Scheindichte: 530 kg/m 3 (Fülldichte) bis 880 kg/m 3

ANALYSIEREN

Trichterform: Konisch

Kritisches Bogenmaß: Einzeltrichter: 71,7 mm

Konischer Trichter: 143,3 mm

Rattenlochdurchmesser: Abhängig vom Tankdurchmesser

ERGEBNISSE

Abbildung 1 zeigt die Fließfähigkeit von Mehl bei unterschiedlichen Verfestigungsspannungen. Diese Ergebnisse zeigen, dass das Mehl im Allgemeinen kohäsiv ist, außer bei sehr geringer Verfestigungsspannung, wo es beginnt, in den sehr kohäsiven Bereich (weniger als 2 kPa) zu fallen.

Hinweis: Flussfunktionsdaten werden durch die rote Linie angezeigt. Bei der Interpretation eines Flussfunktionsgraphen werden die Daten von rechts nach links gelesen. Der Datenpunkt ganz rechts zeigt die Pulverdurchflussmenge bei vollem Trichter an; der Datenpunkt ganz links zeigt den Pulverfluss an, wenn der Trichter fast leer ist. Violette Linien sind Standard-Strömungsindizes, die verschiedene Arten des Fließverhaltens über die Konsolidierungsstufen hinweg unterscheiden, von „freie Flüssigkeit“ (unteres Segment) bis „nicht flüssig“ (oberes oberes Segment).

Abbildung 1 :

Bruchfestigkeit des Diagramms der Funktion des Mehlflusses gegenüber der Konsolidierungsspannung

Bild 2 zeigt den Reibungswinkel der Wände bei unterschiedlichen Normalspannungen. Der Wandreibungswinkel stellt die Reibung zwischen dem gleitenden Pulver und der Wand des Trichters oder der Schurre zu Beginn des Fließens dar. In diesem Test wurde eine Abdeckung aus Edelstahl 304 verwendet, die veranschaulicht, wie die Reibung aussehen würde, wenn sich das Mehl in einem Edelstahltrichter befindet. Wandreibungswinkel > 30° weisen darauf hin, dass das Material nur schwer gegen diese Oberfläche gleiten kann. Bei einer geringen Normalspannung von ca. 0,5 kPa beträgt der effektive Wandreibungswinkel ca. 12° und sinkt bei höheren Normalspannungen (4,75 kPa) auf ca. 9,5° ab.

Hinweis: Wandreibungstest und Fließfunktionstest sind unabhängige Tests. Der Fließfunktionstest misst den Pulverfluss durch die Öffnung, während der Wandreibungstest den Pulverfluss gegen einen bestimmten Baustoff misst.

Abbildung 2: Reibungskurve der Mehlwand

Wirkwinkel der Wand zur Normalspannung

Bild 3 zeigt die Schüttdichte des Materials bei unterschiedlichen Verfestigungsspannungen. Diese Grafik sagt uns, dass das Mehl eine Fülldichte von ca. 530 kg/m³ hat und bei ca. 4,5 kPa Verfestigungsspannung ca. 880 kg/m³ beträgt. Im Allgemeinen zeigt ein frei fließendes Pulver sehr kleine Veränderungen (weniger als 30%) in der Schüttdichte, während ein kohäsives oder schlecht fließendes Pulver im Allgemeinen einen starken Anstieg zeigt (mehr als 30%) der Schüttdichte. In diesem Fall beträgt die Schüttdichteänderung 66%, was auf ein kohäsiveres Material und ein schwierigeres Fließen hinweist.

Abbildung 3: Dichte der Mehlschüttdichte vs. Konsolidierungsspannungs-Diagramm

FAZIT

Mehl ist ein sehr kohäsives Pulver bei geringem Verfestigungsstress und kohäsiv bei hohem Verfestigungsstress. Dies bedeutet, dass das Mehl beim Entleeren des Trichters Probleme mit dem Fließen haben kann. Mögliche Probleme sind Sturz (wenn das Pulver eine zusammenhängende Brücke über dem Auslass bildet) und Rattenloch. Die kritische Dimension des Rattenlochs hängt vom Durchmesser des Tanks ab. Powder Flow Pro kann den Durchmesser des Rattenlochs automatisch berechnen, sobald der Durchmesser des Behälters eingegeben wird. Die kritische Wölbungsabmessung wurde mit 4,192 Zoll (104,8 mm) bestimmt und stellt eine konservative Schätzung dar, um Wölbungen zu verhindern, vorausgesetzt, dass die minimale Trichterauslassabmessung diesen Wert überschreitet. Die große Bogendimension weist in diesem Fall darauf hin, dass dieses Material schwer zu gießen ist.