休止角指在重力場中，粒子在粉體堆積層的自由斜面上滑動時所受重力和粒子之間摩擦力達到平衡而處於靜止狀態下測得的最大角。測定休止角的方法有兩種：注入法和排出法。注入法：將粉體從漏斗上方慢慢加入，從漏斗底部漏出的物料在水平面上形成圓錐狀堆積體的傾斜角。排出法：將粉體加入到圓筒容器內，使圓筒底面保持水平，當粉體從筒底的中心孔流出，在筒內形成的逆圓錐狀殘留粉體堆積體的傾斜角。這兩種傾斜角都是休止角，有時也採用傾斜法；在繞水平軸慢速迴轉的圓筒容器內加入占其容積的1/2-1/3的粉體，當粉體的表面產生滑動時，測定其表面的傾斜角。休止角可以用量角器直接測定，也可以根據粉體層的高度和圓盤半徑計算而得，即tanθ=高度/半徑。
基本介紹
- 中文名：休止角
- 外文名：angle of repose
- 影響因素：形狀、尺寸、含水率
- 測定方法：注入法、排出法、傾斜法
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休止角簡介
休止角本質：粉體的流動性無法用單一的特性值來表達，常用休止角（angle of repose）表示。
通常是指粉體堆積層的自由斜面與水平面所形成的最大角。休止角越小，摩擦力越小，流動性越好，一般認為θ≤30°時流動性好，θ≤40°時可以滿足生產過程中的流動性需求。粉體的流動性對顆粒劑、膠囊劑、片劑等製劑的重量差異及正常操作影響較大。
測定方法
注入法
微粒物料由漏斗流出落於平面上形成圓錐體，錐底角即為休止角。
排出法
散粒物料從容器底部排豁口排出，待物料停止流動後物料傾斜面與底乎面曲夾角即為休止角。
傾斜法
將裝有1/3散粒物料的長方形容器傾斜或將圓筒形容器波動，靜止後物料表面所形成的角度為休止角。
示例：注入法測定休止角
注入法測定原理如圖1所示，使用固定的水平底面直徑，測取實驗用小麥種子堆起的錐體高度，根據公式（1）即可求得。
其中，θ為休止角；H為物種錐體的高度，R為物種錐體水平底面的半徑。
圖1 自然休止角注入法測量原理圖1 自然休止角注入法測量原理
測定休止角的意義：澄清休止角概念上的模糊，分析固定漏鬥法測定引起休止角的系統偏差的原因，提出新的休止角的測定方法。方法：總結了固定漏鬥法對休止角測定的影響，分析了固定漏鬥法因操作條件改變而引起休止角測定數值系統偏差的原因。對休止角的定義作了一定程度的修正。在建立模型基礎上對實驗數據進行回歸分析，在分析的基礎上，提出了新的休止角測定方法。結果：方差分析結果顯示固定漏鬥法有統計學偏差，回歸分析的相關性極顯著。結論：固定漏鬥法確實存在因測定條件的改變而引起的系統偏差，偏差可利用數學處理得到修正。實驗數據分析表明新測定方法有一定的優勢。
影響因素
形狀
粒子愈接近於球形，其休止角愈小。
尺寸
不同粒徑的沙子滿足粒徑越大休止角越大，但當粒徑非常小的時候可能由於沙粒之前的庫侖力作用導致休止角異常大些。
含水率
隨含水率增加而增大等有關。這是因為每個粒子被潮濕的表層包圍，使其內摩擦力和粒子間粘附作用增加。
堆放條件
如果對物料進行振動，則休止角減小。
