Смешение и ориентация поверхности раздел

Увеличение площади поверхности раздела и перераспределение ее элементов, обеспечивающие эффективное смешение, зависят от начальных условий от исходной ориентации поверхности раздела и исходного расположения ее элементов. При одноосном сдвиговом течении оптимальной является ориентация перпендикулярно направлению сдвига (см. разд. 7.9). Это хорошо видно на примере смесителя, состоящего из коаксиальных цилиндров, изображенного на рис. 11.3. В случае а частицы диспергируемой фазы не пересекают все линии тока и вся поверхность раздела параллельна направлению деформации сдвига. Смешения не происходит совсем, несмотря на наличие деформации, возникающей при вращении одного из цилиндров. В случае б частицы диспергируемой фазы пересекают все линии тока и поверхность раздела перпендикулярна направлению деформации сдвига. При этом может быть достигнута любая требуемая [c.372]

Рис. 1.7.4.1. Влияние начальной ориентации поверхности раздела фаз по отношению к вектору смешения на интенсивность процесса (область, занимаемая деформируемой средой, заштрихована) а) оптимальная ориентация б), в) ориентации, при которых смешение отсутствует

Влияние первоначальной ориентации поверхности раздела фаз по отношению к вектору смещения на интенсивность процесса смешения показано на рис. IV.4. В том случае, если поверхность-раздела фаз ориентирована нормально к вектору смещения (рис. IV.4, а), процесс смешения происходит наиболее интенсивно и обеспечивает получение гомогенной смеси. Если исходная поверхность раздела [c.173]

Из сказанного следует, что степень увеличения поверхности раздела можно оценить, если известна кинематическая картина процесса смешения (характер расположения линий тока в рабочем объеме смесителя) и исходная ориентация поверхности раздела перемешиваемых ингредиентов по отношению к вектору смещения. [c.175]

Сформулированный выше подход дает возможность наметить путь аналитической оценки качества смешения. При постановке такой задачи, разумеется, необходимо располагать полной количественной картиной движения материала в рабочем пространстве смесителя и знать исходную ориентацию поверхностей раздела смешиваемых ингредиентов относительно вектора смещения. Далее необходимо установить желаемую степень измельчения, задавшись тем самым конечным значением толщины полос. Разумеется, эта величина может быть определена как из опыта, так и на основании каких-либо побочных оценок (например, данных о допускаемой величине неоднородностей). [c.176]

Первоначальная ориентация поверхностей раздела компонентов, подлежащих смешению, относительно направлений линий тока в смесителе имеет решающее значение. Иногда время смешения удается значительно уменьшить, правильно выбирая первоначальную ориентацию компонентов. Начальное расположение компонентов должно быть таким, чтобы скорость увеличения поверхностей раздела в результате деформации сдвига была максимальна. В этом случае толщина полос уменьшается быстрее и существенно возрастает число полос в любой пробе. [c.178]

Исходная ориентация поверхностей раздела компонентов относительно направлений линий тока должна быть такой, чтобы при прохождении через смеситель поверхность раздела каждого компонента увеличилась максимально. Это достигается, если удается обеспечить при прохождении через смеситель пересечение этих поверхностей всеми линиями тока. Оптимальные условия смешения реализуются в том случае, если каждый поступающий в смеситель элемент объема подвергается одинаковой деформации сдвига, причем направление деформации каждого элементарного объема оптимально относительно исходного расположения компонентов. [c.180]

Рис. VII. 4. Влияние начальной ориентации поверхности раздела фаз по отношению к вектору смешения на интенсивность процесса смешения (область, занимаемая диспергируемой средой, заштрихована)

Рассмотрим простой пример смешения. Исходная ориентация материала показана на рис. 3,2, а. В результате смешения требуется получить расположение, показанное на рис. 3,2, б, при указанных на рисунке размерах элементов объема (сетка). При смешении площадь поверхностей раздела увеличивается так, что проходит через каждый э. емент объема системы. Количества материалов двух типов в каждом элементе объема находятся в том же отношении, что и в системе в целом. Таким образом, наиболее важными являются следующие три фактора 1) значительное увеличение поверхностей контакта компонентов при смешении 2) распреде- [c.141]

Смешение в экструдерах представляет собой простое смешение при ламинарном течении, так как движение материала в канале червяка происходит в условиях ламинарного режима. Продолжительность подобного процесса смешения, как было показано в предыдущем разделе, определяется толщиной полос в смеси. Если объем системы не изменяется, то уменьшение толщины полос обусловливается возникновением дополнительной площади поверхности раздела, которая в свою очередь зависит от величины деформации сдвига и первоначальной ориентации поверхности раздела. Настоящий раздел посвящен, глав-ны.м образом, расчету деформации сдвига любого элемента материала при его движении вдоль канала червяка. [c.345]

Из теории ламинарного смешения известно, какую большую роль играет первоначальная ориентация поверхностей раздела компонентов, подлежащих смешиванию. Это выразилось в создании конструкций, где обеспечивается рациональное первоначальное ориентирование компонентов (Авт. свид. СССР 1111805). Схема такого аппарата приведена на рис. 6.15. [c.56]

Для упрощения количественного анализа ламинарного смешения разработан метод исследования изменения площади поверхности раздела фаз в процессе смешения. Увеличение площади поверхности раздела можно непосредственно связать с начальной ориентацией и общей деформацией системы [17, 3]. Величину деформации можно рассчитать, зная в деталях картину течения. В конечном счете общая деформация может служить количественной характеристикой ламинарного смешения. Ее можно связать с конструкцией смесителя, технологическими параметрами процесса смешения, физическими свойствами смеси и начальными условиями. Однако измерить общую деформацию жидкости нелегко. Не удается также установить непосредственную связь между расчетной величиной деформации и композиционной однородностью смеси, которая зависит от распределения элементов поверхности раздела внутри системы. Лишь в относительно простых случаях удается рассчитать ширину полос текстуры по величине общей деформации. В более общем случае для определения величины деформации, обеспечивающей заданную однородность смеси, приходится устанавливать эмпирические закономерности. Таким образом, деформация является характеристикой процесса, позволяющей установить связь между параметрами процесса смешения и качеством смеси. В дальнейшем некоторые из этих количественных подходов будут рассмотрены более детально. [c.199]

Следовательно, для равномерного распределения элементов поверхности раздела внутри системы начальное расположение частиц должно быть таким, чтобы они пересекались со всеми линиями тока. Однако контролировать начальную ориентацию и расположение смешиваемых компонентов трудно. Для смесителей со сложной картиной течения (псевдослучайное смешение) начальные ориентация и расположение компонентов не столь существенны. Если смешиваемые компоненты представляют собой твердые частицы, то их предварительно перемешивают для усреднения начальных ориентации и расположения частиц. [c.373]

Механизм процесса ламинарного смешения состоит в увеличении поверхности раздела между смешиваемыми ингредиентами, при этом уменьшаются размеры диспергируемого ингредиента. Это увеличение поверхности раздела реализуется в результате деформации сдвига и растяжения. Существенное значение для эффективного смешения имеет правильная относительная ориентация направлений деформации и поверхности раздела ингредиентов. Количественная теория ламинарного смешения позволяет определять все основные параметры реального процесса смешения. [c.196]

Механизм ламинарного смешения состоит в увеличении поверхности раздела между смешиваемыми ингредиентами, при этом уменьшаются размеры диспергируемого ингредиента. Увеличение поверхности раздела является результатом деформаций сдвига и растяжения. Существенное значение для интенсивного смещения имеет правильная относительная ориентация направления деформации и поверхности раздела ингредиентов. Смешению полимеров всегда сопутствуют процессы механодеструкции. [c.234]

Таким образом, все три процесса — механокрекинг, смешение и диспергирование — происходят под действием одного и того же фактора — деформации сдвига, а требования, предъявляемые к оборудованию для этих процессов, в основном не противоречат друг другу. Единственным исключением является ориентация. Действительно, оптимальные результаты при смешении достигаются в том случае, когда поверхности раздела компонентов первоначально располагаются нормально по отношению к линиям тока [c.269]

В соответствии с основными положениями теории ламинарного смешения, указывающими на существенную роль поверхности раздела компонентов в формировании гомогенных полимерных композиций, рассмотрим характер увеличения межфазной поверхности смешиваемых компонентов и ее зависимость от технологических параметров процесса и конструктивных особенностей оборудования (объемная скорость подачи, число смесительных элементов, углы их закрутки и взаимной ориентации). [c.63]

Установка секторного распределительного устройства во внутреннем неподвижном цилиндре с прорезями, т. е. в зоне подачи аппарата, оказывает существенное влияние на процесс смешения вязких сред. Благодаря секторному выполнению устройства вязкие компоненты при подаче приобретают соответствующую первоначальную ориентацию относительно направления потока в аппарате, которая влияет на достижение рабочего контакта между компонентами, необходимого для гомогенизации, распределительное устройство обеспечивает максимальную скорость увеличения поверхности раздела, при которой быстрее уменьшается толщина полос вязкой среды, а следовательно, повышается эффективность диффузии. При подаче равномерно распределенных нескольких высоковязких компонентов в секторное распределительное устройство отсутствует образование слоистой структуры материала. [c.167]

В процессе простого смешения, в результате приложения к системе девиаторных деформаций сдвига, растяжения или сжатия происходит увеличение поверхности контакта между смешиваемыми материалами. Существенно, что смешение осуществляется только при определенной ориентации слоев компонентов смеси относительно направления сдвиговых деформаций или других деформаций формоизменения. Основное значение имеет первоначальная ориентация поверхности раздела компонентов, подлежащих смешению. [c.124]

Из сказанного следует, что в статических смесителях расщепление и рекомбинация потоков приводят к многократному увеличению числа полос (упорядоченное распределительное смешение). Конструкция смесителя обеспечивает наиболее благоприятную ориентацию элементов поверхности раздела применительно к конкретному виду течения (ламинарное смещение) в смесителе Кеникс — перпендикулярная ориентация при доминирующем сдвиговом течении, а в смесителе Росса — параллельная ориентация при доминирующем течении при растяжении. [c.397]

Механизм смешения полимеров состоит в увеличе-НИИ поверхности раздела между смешиваемыми ингредиентами, размеры диспергируемого ингредиента при этом уменьшаются (рис. 1.7.4.1). Увеличение поверхности раздела является результатом деформаций сдвига и растяжения. Существенное значение для интенсивного смешения имеет правильная относительная ориентация направления деформа1Щи и поверхности раздела ингредиентов. [c.56]

Изученные пами растворы ацетилцеллюлозы являются нормальными растворами. Это положение, справедливое для систем в области выше верхней критической температуры смешения, вытекает как прямое следствие из общих представлений об отсутствии многофазности в этой области. Это означает, что в системе присутствует лишь одна фаза и соответственно отсутствует макро- и микрогетерогенность. Вследствие этого представление о наличии мицелл как агрегатов с поверхностью раздела между агрегатом и жидкостью нуждается в значительном уточнении. Представление о таких агрегатах-мицеллах, особенно укрепившееся после первых работ Мейера и Марка [11], потерпело целый ряд изменений и в настоящее время поддерживается лишь небольшой частью исследователей. Более правильным, на наш взгляд, является предположение об образовании в растворах агрегатов отдельных макромолекул как результата статистического распределения макромолекул между свободным и агрегированным состоянием, причем соотношение между количеством свободных и агрегированных макромолекул должно задаваться энергиями активации прямого и обратного процесса и стерическим фактором перехода. Такого рода распределение должно целиком подчиняться уравнению Больцмана. Вероятность параллельной ориентации цепей главных валентностей должна быть исходя из этих представлений сравнительно невелика. [c.235]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология