* Các tác giả Liên Xô (cũ) nhƣ IA.XoKolov, Alecxandrov.MP .v.v… đã nghiên
cứu và đề xuất nhiều cơng thức mang tính thực nghiệm liên quan đến quá trình trộn vật liệu rời.
Với máy trộn thùng quay, kết quả thực nghiệm về trộn cát và muối trong máy trộn nhƣ hình vẽ 1-4.
Hình1-7 Quan hệ giữa Is và thời gian trộn trong máy trộn thùng quay
Is - Chỉ số trộn (tham khảo chƣong3 – Phƣơng pháp đo)
Từ hình vẽ cho thấy trong 4 phút đầu, Is tăng từ số thấp đến 0,7 sau đó giao động từ 0,7 -:-0,6. Kéo dài thời gian trộn giá trị Is (chỉ số trộn) giảm dần. Ban đầu hiệu quả trộn khá tốt nhƣng với loại máy trộn thùng quay thƣờng không đảm bảo đƣợc độ trộn đều một cách hoàn toàn.
Nhƣ trên đã nêu, độ đồng đều của hỗn hợp sau khi trộn đƣợc đánh giá bởi biểu thức: b a a Ca b a b Cb (1-9)
Hỗn hợp đạt chất lƣợng trộn cao khi thời gian trộn tiến đến vô cực. Ở đây các tác giả thƣờng quan tâm đến các chỉ tiêu trộn sau:
* Thời gian trộn s o s I I k 1 1 ln 1 , (1-10) Hay là s I n k 1 1 1 ln 1 (1-11)
Phƣơng trình trên chỉ rõ thời gian trộn nhằm đảm bảo kết quả trộn đạt yêu cầu. Giá trị k trong phƣơng trình trên phụ thuộc vào độ lệch bình phƣơng trung bình s, các thơng số hình học của máy trộn và tính chất vật liệu.
k = f(s,D,d,H,ρ) (1-12)
Trong đó: s - độ sai lệch bình phƣơng trung bình; D - Đƣờng kính thùng trộn, m;
d - Đƣờng kính cánh trộn, m; H - Chiều cao lớp vật liệu trộn, m;
ρ - Khối lƣợng riêng của vật liệu trộn, m.
Đại lƣợng k đƣợc xác định bằng thực nghiệm và có thể trọn trong giới hạn sau: (1) Đối với máy trộn loại cánh, giá trị d và H lấy nhƣ sau:
d = (0,85 ÷ 0,95)D H = (0,5 ÷ 0,7)D Giá trị k = 300 ÷400
(1) Đối với máy trộn thùng quay: Giá trị k = 200 ÷300
Trong thời gian gần đây, đã có các nghiên cứu về máy trộn dựa vào phƣơng pháp phân tích cấu trúc, thơng qua thực nghiệm, nhất là việc ứng dụng quy hoạch thực nghiệm, lý thuyết đồng dạng phép phân tích thứ nguyên để đề xuất các mơ hình tốn học, mơ hình vật lý.
Tuy nhiên tác giả đƣợc biết những nghiên cứu theo phƣơng pháp này trên thế giới đối với loại máy trộn cƣỡng bức hai trục nằm ngang chƣa đƣợc thực hiện cụ thể và rất ít loại tài liệu nghiên cứu đã cơng bố về loại máy trộn đó.
Khi trộn vật liệu hạt, các hạt chịu tác dụng của những lực có hƣớng khác nhau và chuyển động của hạt chính là hệ quả của tổng hợp các lực đó. Ngồi ra, cơ chế trộn phụ thuộc vào cấu trúc máy trộn và phƣơng pháp tiến hành q trình, nên rất khó mơ tả bằng tốn học.
* Theo Lecey P.H.C (Anh), trong máy trộn bột thƣờng có 5 q trình cơ bản xảy
ra:
1- Tạo các lớp trƣợt với nhau theo mặt phẳng - q trình trộn cắt;
2- Chuyển dịch từng nhóm hạt bột từ vị trí này tới vị trí khác- quá trình trộn đối lƣu; 3- Thay đổi vị trí của từng hạt bột riêng rẽ - quá trình trộn khuếch tán;
4- Phân tán từng phần tử do va đập vào thành máy- quá trình trộn va đập; 5- Biến dạng và nghiền nhỏ các hạt- quá trình trộn nghiền.
Tùy theo cấu trúc máy trộn và tính chất cơ lý của các thành phần hạt, có thể chỉ xuất hiện một hoặc một vài trong số những quá trình đã nêu. Cũng do tác động khác nhau rất ngẫu nhiên của các lực vào hạt vật liệu và sự phụ thuộc của cấu trúc máy trộn vào phƣơng pháp thực hiện các quá trình, cho nên quá trình trộn vật liệu rời rất khó mơ tả đầy đủ bằng lý thuyết với các mơ hình tốn. Ở máy trộn hai trục cƣỡng bức thì các quá trình chủ yếu là trộn khuếch tán và đối lƣu…