ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы ДИНАМИКА КОНТАКТНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ В ТРЕХФАЗНЫХ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМАХ ПРИ ВИБРАЦИИ из "Высококонцентрированные дисперсные системы" При формировании структур в дисперсных системах под воздействием вибрации затрачивается энергия, которая расходуется на перемещение обрабатываемого материала в вибрационном поле, на преодоление сил контактного взаимодействия между отдельными частицами твердого материала и сил трения между частицами и стенками емкости вибрационного устройства. [c.141] Работа, затрачиваемая на преодоление сил /контактного взаимодействия между отдельными частицами твердой фазы и способствующая образованию новых контактов, т. е. изменению реологических свойств системы, является важной реологической характеристикой системы. Величина этой работы зависит как от прочности элементарных контактов, так и от их числа в единице массы системы. [c.141] Поэтому целесообразно установить взаимосвязь между силами контактных взаимодействий, числом контактов и величиной энергии, поглощаемой при вибрационной обработке трехфазных дисперсных систем твердая фаза — жидкая среда — газовая среда. [c.141] ПО изменению величины подводимой к вибрируемой емкости с дисперсной системой мощности. [c.142] Поскольку вязкость и поверхностное натяжение жидкой среды в значительной мере определяют условия образования коагуляционных структур, представляет интерес определение влияния этих факторов на динамику контактных взаимодействий. Параллельно определялось предельное напряжение сдвига изучаемых систем с помощью тиксотрометра сдвига с автоматической записью напряжений, возникающих при перемещении рифленой пластинки в исследуемом образце (см. гл. 1П). По величине предельного напряжения сдвига Рт При известных значениях плотности и дисперсности структуры рассчитывалась средняя сила сцепления в элементарных контактах по формуле (1,4) [17, 27, 39, 40]. [c.142] В качестве модельной системы применялся высокодисперсный порошок синтетического цеолита NaA (средний размер 2,5 мкм) и смесь его с каолинитом Глуховского месторождения (удельная поверхность по БЭТ 11,8 м /г). В качестве жидкой среды использовалась дистиллированная вода (аг2о °с=72,5-10 Н/м, т)2о =с= = 1,005-10-3 Па-с), н-бутиловый спирт (а,2о °с=24,б-10 з Н/м, 4120 °с= 2,950-10 Па-с) и глицерин (а,2о °с = 62,5 10 Н/м, 1120 с=1490 Па-с). [c.142] В системе с водой слияние капиллярных менисков начинается при меньшем содержании жидкой среды, чем в системе с -бутиловым спиртом (см. рис. 39, кривые 1, 3). Средняя сила оцепления в элементарных контактах в системе с водой почти в два раза выше, чем в системе с -бутиловым спиртом при наличии капиллярных менисков в той и другой системе. Все это обусловлено более высоким поверхностным натяжением воды по сравнению с поверхностным натяжением -бутилового спирта. [c.143] В системе с водой имеет место больший вклад капиллярных сил в величину силы сцепления в элементарных контактах и более интенсивное сближение частиц дисперсного материала. Поэтому слияние жидкостных менисков в ней происходит при более низком содержании жидкой среды. [c.143] В системе с глицерином снижение средней силы сцепления в элементарных контактах начинается при содержании жидкой среды значительно меньшем, чем в системе с водой (см. рис. 39, кривые ], 2). Это явление объясняется тем, что, несмотря на высокое поверхностное натяжение глицерина, вязкость его настолько велика, что в коагуляционных контактах прослойка жидкой среды препятствует сближению частиц дисперсного материала, в результате чего происходит ослабление силы сцепления в элементарных контактах. [c.143] На рис. 40 показаны зависимости поглощаемой дисперсной системой мощности от содержания жидкой среды при существенном иЗлМенении дисперсности твердой фазы. Увеличение дисперсности твердой фазы достигается введением возрастающих количеств добавок каолинита. [c.143] Как следует из рис. 40, увеличение содержания жидкой среды — воды и дисперсности твердой фазы за счет увеличения содержания каолинита приводит к возрастанию мощности, поглощаемой системой. По мере роста дисперсности максимальные значения поглощаемой мощности смещаются в область систем с меньшим содержанием жидкой среды. [c.143] Максимальная мощность, поглощаемая системой, зависит при прочих равных условиях от числа разрываемых в процессе вибрационных воздействий элементарных контактов [244] их число, в свою очередь, определяется дисперсностью твердой фазы системы. [c.144] Из рис. 40 видно, что чем выше дисперсность твердой фазы системы, тем выше максимальная поглощаемая ею мощность. [c.144] Кроме того, для систем с различной дисперсностью твердой фазы максимальное значение поглощаемой мощности для каждой системы соответствует определенному содержанию жидкой среды. [c.144] Это можно объяснить различием в свободных объемах между частицами в момент начала слияния жидкостных менисков. [c.145] При замене воды на н-бутиловый спирт происходит снижение максимальных величин поглощаемой мощности и увеличение соответствующих им содержаний жидкой среды (см. рис. 40, кривые 1, 4 рис. 41, кривые 1, 2). [c.145] Ввиду того что вязкость н-бутилового спирта близка к вязкости воды, а поверхностное натяжение почти в три раза меньше, можно считать, что снижение максимальной мощности, поглощаемой системой с -бутиловым спиртом, происходит из-за уменьшения вклада капиллярных сил в прочность элементарных контактов. Малая величина поверхностного натяжения в этой системе приводит к тому, что в условиях вибрации имеет место менее интенсивное сближение частиц твердой фазы за счет капиллярных сил. Как следствие этого слияние капиллярных менисков в дисперсной системе с н-бутиловым спиртом происходит при более высоком его содержании по сравнению с водными дисперсиями. [c.145] Если вместо воды вводить в систему глицерин, то обнаруживается снижение максимальной поглощаемой мощности и соответствующего ей содержания жидкой среды (см. рис. 40, кривые 1, 4 рис. 41, кривые 3, 4). Поверхностное натяжение глицерина практически равно поверхностному натяжению воды, а вязкость почти в 1500 раз выше. Поэтому решающее влияние на изменение свойств системы должна оказывать вязкость жидкой среды. [c.145] Снижение поглощаемой мощности при более низком содержании жидкой среды можно объяснить тем, что оно происходит до слияния капиллярных менисков из-за высокой вязкости глицерина, которая способствует раздвижке частиц прослойкой жидкой среды в местах коагуляционных контактов, что приводит к резкому снижению прочности структуры. [c.145] По экспериментальным данным, представленным на рис. 40, 41, получены зависимости поглощаемой мощности (энергии), приходящейся на один контакт, для систем с 20% (масс.) коалинита и без него от содержания воды, -бутилового спирта и глицерина (рис. 42). [c.145] Вернуться к основной статье