Механизмы смешения.

Однозначного определения процесса механизма смешения нет, благодаря тому, что имеет место множество способов смешения агрегатного состояния физико-механических свойств исходных компонентов.

Механизм смешения можно разделить по агрегатному состоянию компонентов:

1. «Жидкость – жидкость»: механизм перемешивания в этой системе зависит от:

а) природы жидкости, которую определяет взаиморастворимость или нерастворимость этих жидкостей;

б) соотношения жидкостей, особенно взаимонерастворимых;

в) физико-механические свойства жидкостей:

- плотность;

- динамическая (или кинематическая) вязкость;

- напряжение поверхностного натяжения.

Эти свойства определяют скорость (интенсивность) перемешивания.

Перемешивание жидкостей – это циркуляционное движение жидкостей с организацией их поперечного тока между циркулирующими поверхностями.

Для математического описания процесса перемешивания жидкостей применяется первый закон Фика, где скорость изменения концентрации зависит от коэффициента перемешивания (D) и градиента концентрации:

dCa / dT = D(dCa / dx).

Чем выше коэффициент, тем больше скорость концентрации.

2. «Жидкость – твердое тело»: главная характеристика – соотношение компонентов (Сж / Ств). Если Сж> 70%, то это суспензия. Если Сж< 70%, то это паста. Эта система описывается специальными кинетическими уравнениями, полученными как экспериментально, так и теоретически.

Физико-механические свойства жидкости:

- плотность;

- динамическая (или кинематическая) вязкость;

- напряжение поверхностного натяжения;

- угол смачивания (Cos ~) – определяет смачивающую способность жидкости данного твердого компонента.

Физико-механические свойства твердого компонента:

- плотность;

- коэффициент внешнего и внутреннего трения;

- дисперсность (d min / d max);

3. «Твердое- твердое»:

1) соотношение компонентов (Ca / Cв);

2) физико-механические свойства;

3) разновидности перемешивания твердых компонентов (взаимодействие рабочих органов на систему)

Разновидности перемешивания:

- конвективное перемешивание – это перемещение групп частиц из одного места в другое в объеме смесителя;

- диффузионное перемешивание – это перераспределение компонентов во вновь образованные поверхности разделов фаз, то есть переход частиц из одного макро объема в другой через поверхность разделов фаз. Затраты энергии при таком перемешивании определяются коэффициентами внешнего трения перемешиваемых масс;

- сдвиговое смешение– этоперемещение скользящих плоскостей перемешиваемых компонентов внутри массы. Затраты энергии определяются величиной коэффициента внутреннего трения.