简答题

压缩过程的影响因素有哪些?

正确答案

1)压块(压捆)的松弛密度:压块(压捆)出模后最终稳定的密度为松弛密度。松弛密度比模内压缩密度小。压块的松弛密度受秸秆物理特性和成型工艺有关的诸多因素影响。成型物出模后瞬间会有膨胀(弹性变形),然后有一段较长时间应力松弛,密度减小到应力松弛结束。
2)成型所需压力:主要目的有:①使物料原来的物相结构破坏,组成新的物相结构。②加固分子间凝聚力,使物料密实,强度增加。③为物料在膜内成型及推进提供动力。一个压缩循环由惯性阶段(秸秆压缩处于松散状态)和弹性阶段(压缩块开始含有粘聚体)两个阶段组成。通过一个压缩循环,植物茎杆和叶子粒子交错,嵌合在一起。在最大压力给定时,秸秆在模内压缩时的密度随模子的直径减小而呈指数降低。
3)成型模具的几何特征:当模内压缩密度预定时,随模子直径增加,压缩所需的必能呈指数级下降。有效体积模量的变化、孔隙度指数的变化、模壁摩擦力的相对影响都与模子直径变化有关;当模子直径减小时,这些因素的变化都将导致比能随之减小。
4)填料量:模子的填料量决定了压缩秸秆的初始密度,增大模子尺寸可以提高填料量。当模子尺寸恒定,填料量超过4:1范围后,最大压力一旦达到一特定值,模内物料的压缩密度就不再受填料量的影响。
5)压缩方式:秸秆压缩所采用的加载方式对压缩物料的松弛特性是有影响的,也就是说对物料的最终密度值是有影响的。加载速度、施加的最大压力及其保压时间是与压缩方式有关的重要参数。
6)物料的破碎程度:一般,秸秆在模内压缩成型前,需要切断或粉碎。秸秆切断长度对压缩能无明显影响,但却能影响成型块的持久性。
7)物料含水率:秸秆压缩成型中,合适的水分对成型效果影响显著,过高或过低都将不利于秸秆压缩成型。当压力不变且含水率在一定范围时,随着含水率升高,压缩密度可达最大值。而松弛密度一定时,随着含水率提高,所需压力变大,最大压力值正好对应着含水率的上限。压块的松弛密度随含水量的升高以指数级下降。
8)成型温度:对于高密度压缩成型,温度是一个重要因素。物料加热到木素软化温度或熔融温度,可增强秸秆的粘结作用,提高成型物的耐久性和松弛密度。温度还可以引起永久的粘塑性形变,增强物料的塑性和流动性,是粒子更易嵌合。提高温度可以减小压力和能量,缩短保压时间。

答案解析

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