ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы ВИБРАЦИЯ И ДИНАМИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ из "Высококонцентрированные дисперсные системы" В предыдущих разделах было показано, что главным фактором, определяющим основные свойства рассматриваемых в этой книге концентрированных дисперсных систем, является образование в них пространственных структур из частиц дисперсных фаз в результате самопроизвольного возникновения контактов между ними. [c.79] Поэтому основными для концентрированных систем являются те их свойства, которые характеризуют контактные взаимодействия в процессах образования и разрушения дисперсных структур, т. е. определяются силой взаимодействия частиц или энергией связей в контактах между ними, распределением контактов по уровням силы сцепления или энергии взаимодействия между частицами и зависят от числа контактов в единице объема дисперсной системы. Именно такими свойствами и являются реологические свойства дисперсных систем в процессах образования или разрушения структур в них. [c.79] Естественно, что без разрыва связей — обратимых по прочности контактов между всеми частицами, образующими структуру в дисперсной системе, нельзя определить энергию взаимодействия и силу сцепления в контактах между ними и установить распределение контактов по уровням сил сцепления частиц или энергии взаимодействия между ними. [c.80] Выше мы отмечали, что в разбавленных коллоидах альтернативой взаимодействия дисперсных фаз между собой является их участие в тепловом броуновском движении, инициируемом тепловыми колебаниями атомов или молекул дисперсионной среды. Энергия взаимодействия частиц в разбавленных коллоидах и ее распределение по уровням определяется той энергией тепловых колебаний атомов или молекул дисперсионной среды, при которой происходит разрыв связей между частицами. [c.80] Соответственно в концентрированных дисперсных системах, в которых энергия связи и сила взаимодействия существенно превышают энергию тепловых колебаний молекул дисперсионной среды, энергия и сила контактных взаимодействий должны определяться суммой энергии механических воздействий и энергии тепловых колебаний частиц. Но для большинства реальных концентрированных дисперсных систем, содержащих частицы, размер которых превышает размеры коллоидных частиц, вклад энергии тепловых колебаний становится несущественным, сила и энергия взаимодействия в контактах между частицами определяются в основном интенсивностью внешних механических воздействий. [c.80] Именно поэтому выбор формы и определение интенсивности механических воздействий на дисперсные системы приобретает важное значение для изучения их структурно-реологических свойств и контактных взаимодействий между образующими дисперсную систему частицами. [c.80] При выборе формы и определении интенсивности механических воздействий на структурированные дисперсные системы необходимо учитывать ряд вытекающих из всего изложенного условий. [c.80] Во-первых, подобно тому как тепловые колебания создают изотропное динамическое состояние в разбавленных коллоидах, механические воздействия на концентрированные системы должны позволить создавать и поддерживать изотропную (или близкую к ней) равновероятную степень разрушения структуры во всем исследуемом объеме дисперсной системы. [c.80] Этот последний уровень разрушения структуры соответствует разрушению всех контактов между частицами дисперсных фаз. [c.81] Достижение и поддержание во времени и во всем исследуемом объеме дисперсной системы путем подведения внешних механических воздействий такого динамического состояния, при котором все обратимые по прочности контакты между частицами оказываются разрушенными, необходимо для изучения контактных взаимодействий в динамических условиях. Энергия (или мощность) механических воздействий, необходимая для достижения предельного разрушения структуры, может рассматриваться как основная характеристика для изучения закономерностей контактных взаимодействий в динамических условиях. [c.81] Создание и поддержание с помощью внешнего источника механической энергии регулируемого динамического состояния, определяющего заданную степень объемного и изотропного разрушения структуры и в пределе полного разрыва всех коагуляционных (или атомных) контактов необходимо не только для изучения реологических свойств концентрированных дисперсных систем и закономерностей контактных взаимодействий в динамических условиях. [c.81] В не меньшей степени создание наибольшей легкоподвижности, текучести необходимо для эффективного проведения разнообразных химико-технологических (гидро-механических) процессов в дисперсных системах и, особенно, в системах с сильно развитой межфазной поверхностью и высокой концентрацией дисперсных фаз. [c.81] Эти процессы связаны с взаимодействием и взаимораспределе-нием фаз и включают смещение, транспортирование, уплотнение, разуплотнение, деформацию дисперсных систем. В ряде случаев такие процессы сопровождаются фазовыми и химическими превращениями. Цель проведения этих процессов— образование однородных и плотных дисперсных систем, управление их свойствами и, прежде всего, текучестью. [c.81] С позиции механики деформируемых сред дисперсные системы, например вязкие неныотоновские жидкости [149], можно считать сплошными средами. Однако при таком рассмотрении не учитываются гетерогенные химические или физико-химические процессы, протекающие в многофазных системах. [c.82] Для решения проблем интенсификации и оптимизации технологических процессов в многофазных системах с высоким содержанием твердых фаз необходимо изучить закономерности взаимодействия дисперсных фаз в условиях механических воздействий на эти системы, начиная с момента возникновения поверхности раздела между ними до завершения химических и фазовых превращений. [c.82] Таким образом, как для изучения коллоидно-химических и, прежде всего, структурно-реологических свойств концентрированных дисперсных систем и процессов структурообразования в них, так и для осуществления многочисленных химико-технологических процессов в таких системах необходимо создать и поддерживать в них с помощью механических воздействий динамическое состояние, определяемое заданным и регулируемым уровнем изотропного разрушения структуры. [c.82] Зависимость скорости деформации от напряжения сдаига при возникновении разрыва сплошности. [c.83] Один из возможных путей решения этой проблемы состоит в создании в дисперсной системе состояния псевдоожижения [151, 152] и определении энергетических характеристик этого процесса. Как известно, такое динамическое состояние может создаваться путем пропускания через слой дисперсной системы флюидизирую-щей среды, например газа, со скоростью, достаточной для достижения частицами скорости витания, т. е. их взвешивания восходящим газовым потоком [153, 154]. [c.83] Этот метод имеет вместе с тем важное прикладное значение, так как он позволяет моделировать поведение дисперсных систем в условиях одного из самых эффективных в химической технологии видов гидро-(или аэро-) механических процессов в псевдоожи-женном или псевдокипящем слое [155, 156]. [c.83] Метод псевдоожиженного или псевдокипящего слоя прочно вошел в химическую технику [157] и позволил осуществить ряд высокоинтенсивных процессов с участием твердых фаз. [c.83] Вернуться к основной статье