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微粒子懸濁液滴の乾燥挙動シミュレーションによる顆粒形態形成機構の解明

机译:通过模拟细颗粒悬浮液液滴的干燥行为阐明颗粒形态发生机理

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摘要

セラミックスの製造プロセスにおける圧縮成型操作rnでは,顆粒層を圧縮して得られる成形体の粒子構造がrn均質,かつ高密度であることが非常に大切である。こrnのためには,成形に用いる顆粒の粒子形状,表面特性rnや力学特性が重要で,高い流動性と庄密性を発現させrnるために,滑らかな球形の中実顆粒で,適度な強度とrn変形流動性を持つことが求められる。%The formation mechanism of granules in spray drying process was investigated by DEM-CIP method simulation coupled with a new binder segregation model. To confirm the validity of proposed binder segregation model, experiment on drying of aqueous slurry containing fine particles and binder was performed. The experimental concentration distribution of binder in a dried powder bed agreed well with the simulated one and this result shows that the proposed segregation model is valid to represent segregation phenomenon in the dried granule. Spherical hollow granules were formed with increasing the binder concentration, and the granules were dimpled at a higher concentration of binder. When the binder concentration in the surface region of a slurry droplet increased during drying, a shell of granule was formed because particle migration was inhibited by high fluid viscosity. For the rigid shell, granules were hollow. When the shell was formed early in drying and its thickness was thin, granule surface partially collapsed inward, whereas the granule resulted in sinking granules.
机译:在陶瓷的制造过程中的压缩成型操作中,非常重要的是,通过压缩颗粒层而获得的成形体的颗粒结构是均质的并且具有高密度。为此,成型用颗粒的颗粒形状,表面特性和机械特性很重要,为了表现出高流动性和致密性,应使用合适的光滑球形固体颗粒。需要具有足够的强度和变形流动性。采用DEM-CIP方法模拟并结合新的粘结剂偏析模型,研究了喷雾干燥过程中颗粒的形成机理。为验证所提出的粘结剂偏析模型的有效性,对含细颗粒和粘结剂的水浆进行了干燥实验。干燥粉床中粘合剂的实验浓度分布与模拟结果吻合得很好,这一结果表明所提出的偏析模型有效地代表了干燥颗粒中的偏析现象。随着粘合剂浓度的增加形成球形空心颗粒,并且在较高的粘合剂浓度下,颗粒会凹陷,当在干燥过程中浆液液滴表面区域的粘合剂浓度增加时,由于高流体粘度抑制了颗粒迁移,因此形成了颗粒的壳。对于刚性壳,颗粒是空心的当壳在干燥初期形成并且其厚度很薄时,颗粒表面部分向内塌陷,因此颗粒导致颗粒下沉。

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