ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы КИНЕТИКА ОБРАЗОВАНИЯ И РАЗРУШЕНИЯ СТРУКТУР В ТРЕХФАЗНЫХ (Т —Ж—Г) СИСТЕМАХ из "Высококонцентрированные дисперсные системы" Поэтому закономерности кинетики взаимодействия исходных дисперсных фаз, взаимного распределения жидкой и твердой фаз между собой обычно остаются вне поля зрения исследователей. В результате значительный этап в истории образования высоко-концентрированных дисперсных систем не исследуется. [c.123] Объясняется это тем, что на начальных стадиях структурообразования с момента возникновения контакта различных твердых дисперсных фаз между собой и с жидкой средой в присутствии газовой фазы (Т—Ж Г) закладываются основы будущей двухфазной (Т—Ж) коагуляционной структуры в высококонцентрированной дисперсной системе. Важнейшая характеристика таких систем — однородность их структуры — достигается в результате равновероятного распределения твердой и жидкой фаз между собой. [c.123] мы отмечали, что в разбавленных коллоидах такая концентрационная однородность распределения различных фаз устанавливается самопроизвольно в результате участия дисперсных коллоидных частиц в тепловом броуновском движении в избытке жидкой или для аэрозолей — газовой дисперсионной среды. [c.123] Однако достижению однородности высококонцентрированных дисперсных систем, ликвидации локальных участков с избыточным (над средним по всему объему) содержанием твердой фазы или, наоборот, жидкой среды препятствует практически мгновенное возникновение пространственных структур в момент контакта различных твердых фаз (в многокомпонентных системах) и жидкой среды, причем в начале процесса структурообразования талие структуры предельно неоднородны. Естественно, что условием достижения их однородности является такое перераспределение различных твердых фаз между собой и с жидкой средой, при котором концентрация их в локальных объемах дисперсной системы и во всем ее объеме не отличались бы друг от друга. [c.124] Процесс устранения неоднородности структуры возможен лишь лри предельном ее разрушении, поддерживаемом с помощью внешних механических воздействий в условиях смешения до тех лор, пока концентрация всех компонентов в локальных участках объема дисперсной системы и во всем ее объеме не станет одинаковой. [c.124] Вместе с тем, поскольку в высококонцентрированных дисперсных системах содержание жидкой среды относительно мало, такие системы, как правило, по крайней мере в начале структурообразования, содержат также и газовую фазу, т. е. являются трехфазными системами (Т—Ж—Г). [c.124] Поэтому для начального этапа структурообразования высококонцентрированных систем в динамических условиях характерно протекание двух процессов процесса перераспределения всех твердых и жидких компонентов и процесса постепенного перехода трехфазных систем в двухфазные. Если этот переход завершается полным удалением газовой фазы, то образуются высоконаполненные твердой фазой в жидкой среде коагуляционные структуры типа т Ж. [c.124] Вместе с тем изучение динамики процесса смешения структурированных дисперсных систем с участием твердых фаз (б бс) позволяет установить механизм их образования и разрушения. [c.125] Достижение основной и непосредственной цели смешения в структурированных системах — однородности распределения фаз — неразрывно связано с управлением процессом образования и разрушения структур, и поэтому динамика изменения однородности системы и структурообразование должны изучаться в совокупности. [c.125] Процесс смешения рассматривается главным образом как статистический [229, 231], а вероятностный оптимум процесса трактуется как достижение наибольшей степени беспорядка в расположении частиц с увеличением минимальной поверхности раздела фаз 5 в начале процесса до максимального значения 5макс в конце его [120]. [c.125] Однако исследование только динамики смешения структурированной системы в отрыве от процесса образования и разрушения структуры не позволяет обосновать оптимальные параметры смешения, при которых достигается максимум однородности с одновременным снижением уровня энергозатрат на осуществление прочесса до минимума. [c.125] Учет изменения состояния системы в процессе смешения по изменению интегральных реологических параметров [149, 234] вносит определенный вклад в решение этой задачи, однако последовательность и механизм образования коагуляционной структуры при смешении с учетом свойственных ей осо-бенностей не изучены, а без выяснения механизма разрушения и структурообразования, протекающего в коагуляционных структурах при смешении, невозможно обосновать оптимальные режимы и методы управления этим процессом. [c.125] Этому условию в полной мере удовлетворяет находящий щсе более широкое и разнообразное применение метод вибрационного перемешивания [150, 161, 163, 169, 232, 235], П ри котором обрабатываемая система подвергается, как и в обычных смесителях, объ-емо- и формоизменению за счет смешивающих элементов (лопас-тей и др.) при передаче системе вибрационных колебаний от корпуса или тех же смешивающих устройств. [c.126] Известно, что наиболее эффективно вибрационное перемешивание в сравнении с смешением без вибрации сказывается на свойствах наиболее сложных дисперсных структур с высоким содержанием твердой тонкодиоперсной фазы при мало м содержании жидкой дисперсионной среды [150, 161, 162, 236, 237]. [c.126] В соответствии с этим в качестве обобщенных моделей необходимо изучить такие системы, которые в условиях массопереноса при смешении последовательно образуют двухфазные (дисперсия (Т—Г), затем при введении жидкой фазы — Т(рехфазные (Т— Ж—Г) и, наконец, после удаления газовой фазы переходят в вы-соконаполнечные твердой фазой коагуляционные структуры, типичные для широкого (Класса двухфазных (Т—Ж) упруго-пластично-вязких или пластично-вязких систем. [c.126] Известно [119], что наиболее сложным и обобщающим в реологическом отношении видом двухфазных (Т—Ж) систем является упруго-эластично-пластично-вязкое тело Шофилда — Скотт-Блэра [см. гл. II, рис. 10 б, формула (11,22)]. [c.126] Классическим примером такой системы является мучное тесто, исследование которого в работах Шофилда и Скотт-Блэра [123] и послужило основой для построения указанной реологической модели. [c.126] Вернуться к основной статье