Toz emalında iki tozun qarışdırılması sadə görünə bilər, lakin vahid və sabit bir qarışığa nail olmaq üçün hissəciklərin xüsusiyyətləri, mexaniki enerji və proses şərtləri diqqətlə nəzərə alınmalıdır.

Mayelərdən fərqli olaraq, tozlar molekulyar səviyyədə təbii şəkildə yayılmır. Onların qarışdırılması qarışdırma avadanlığı tərəfindən yaradılan xarici qüvvələrdən asılıdır. Eyni zamanda, qarışdırma və ayrılma eyni vaxtda baş verir, yəni düzgün olmayan qarışdırma metodu və ya həddindən artıq mexaniki gərginlik qarışığın yenidən ayrılmasına səbəb ola bilər.

Buna görə də, iki tozu necə qarışdırmaq, mahiyyət etibarilə, toz xüsusiyyətləri, qarışdırma mexanizmləri, avadanlıq seçimi və prosesə nəzarət ilə bağlı mühəndislik problemidir.

I. İkili Qarışdırmanın Fiziki Əsasları: Üç Mexanizm və Bir Əsas Müqavimət

1.1 Qarışdırmanın Üç Əsas Mexanizmi

Toz qarışığı üç əsas mexanizm vasitəsilə əldə edilir: konveksiya, kəsmə və diffuziya.

Konvektiv qarışdırmaböyük miqyaslı hissəciklərin hərəkətindən məsuldur. Müxtəlif tozları qarışdırma kamerasına sürətlə paylayır və qarışdırmanın erkən mərhələsində üstünlük təşkil edir.

Qayçı qarışdırmatoz təbəqələri müxtəlif sürətlə hərəkət etdikdə baş verir. Nəticədə yaranan sürtünmə və dartılma qüvvələri aqlomeratların parçalanmasına və hissəciklərin dispersiyasının yaxşılaşdırılmasına kömək edir.

Diffuziya qarışığıtəsadüfi hərəkət və toqquşmalar yolu ilə fərdi hissəciklərin tədricən yenidən paylanmasına aiddir. Konveksiya və kəsmədən daha yavaş olsa da, son qarışdırma vahidliyini müəyyən edir.

Məsələn, V tipli qarışdırıcıda konveksiya ilkin qarışdırma mərhələsində üstünlük təşkil edir, diffuziya isə tədricən hissəcik səviyyəsində vahidliyi artırır. Bu mexanizmləri anlamaq uyğun qarışdırma vaxtını və avadanlıq növünü müəyyən etməyə kömək edir.

1.2 Qarışdırmaya qarşı ilk müqavimət: Toz quruluşu

Qarışdırma başlamazdan əvvəl, tozlar sürtünmə, hissəciklərin bir-birinə bağlanması və birləşdirici qüvvələr səbəbindən tez-tez sabit bir quruluş əmələ gətirir. Bu quruluş hissəciklərin hərəkətini məhdudlaşdırır və effektiv qarışdırılmasının qarşısını alır.

Buna görə də, toz dövranı üçün müvafiq miqdarda boş yer lazımdır. Buna görə də əksər toz qarışdırıcıları təxminən 30%–60% doldurma nisbəti ilə işləyir. Həddindən artıq doldurma hissəciklərin hərəkətini azaldır və qarışdırma səmərəliliyini azaldır.

II. Qarışdırmadan əvvəl toz xüsusiyyətlərinin qiymətləndirilməsi

Qarışdırma üsulunu seçməyin ilk addımı iki tozun fiziki xüsusiyyətlərini anlamaqdır.

Hissəcik Ölçüsünün Paylanması

Hissəciklərin ölçüsündəki böyük fərq ayrılma riskini artırır. Xırda hissəciklər daha böyük hissəciklər arasındakı boşluqları doldura bilər, vibrasiya və ya material axını isə qarışdırıldıqdan sonra ayrılmaya səbəb ola bilər.

Sıxlıq Fərqi

İki tozun sıxlığı əhəmiyyətli dərəcədə fərqli olduqda, daha ağır hissəciklər aşağıya doğru hərəkət edərkən, daha yüngül hissəciklər yuxarıya doğru hərəkət edir. Belə hallarda, vahidliyi qorumaq üçün daha güclü qarışdırma qüvvələri tələb olunur.

Axıcılıq

Zəif axıcılığa malik tozlar adətən məcburi qarışdırma hərəkəti tələb edir. Sakitlik bucağı və sıxılma kimi parametrlər tozun hərəkət davranışını qiymətləndirməyə kömək edə bilər.

Aqlomerasiya meyli

Xüsusilə nəm, yağ və ya birləşdirici komponentlər ehtiva edən incə tozlar aqlomeratlar əmələ gətirə bilər. Bu materiallar düzgün dispersiyaya nail olmaq üçün tez-tez daha güclü kəsmə qüvvələri tələb edir.

III. Düzgün Qarışdırma Avadanlığının Seçilməsi

Uyğun qarışdırıcı əsasən iki toz arasındakı fərqdən və tələb olunan qarışdırma keyfiyyətindən asılıdır.

Oxşar sıxlıq və yaxşı axıcılıq

Oxşar fiziki xüsusiyyətlərə malik və hissəciklərin bütövlüyünü qorumaq tələbi olan tozlar üçün, məsələn, yumşaq qarışdırma avadanlığıV tipli qarışdırıcılar və ya ikiqat konuslu qarışdırıcılaruyğundur.

Bu qarışdırıcılar əsasən diffuziya və yumşaq konveksiyaya əsaslanır, hissəciklərin zədələnməsini minimuma endirərkən vahid qarışdırma təmin edir.

Böyük Sıxlıq Fərqi və ya Zəif Axıcılıq

Tozların sıxlığı, axıcılığı və ya aqlomerasiya meyli baxımından əhəmiyyətli fərqlər olduqda, daha güclü qarışdırma qüvvələri tələb olunur.

Kimi avadanlıqlarlent qarışdırıcıları və ya kotan qarışdırıcılarıməcburi konveksiya və kəsmə hərəkəti təmin edir, dispersiya səmərəliliyini artırır və qarışdırma müddətini azaldır.

Hissəcik Ölçüsü və ya Sıxlığında Həddindən Artıq Fərqlər

Ciddi ayrılma problemləri olan tozlar üçün ənənəvi qarışdırma üsulları kifayət etməyə bilər. Qarışığın sabitliyini qorumaq üçün xüsusi qarışdırma texnologiyaları, optimallaşdırılmış qidalanma üsulları və ya proses tənzimləmələri kimi əlavə strategiyalar tələb oluna bilər.