Cтраница 2
Режимные и конструктивные параметры лабораторных смесителей из-за трудоемкости и высокой стоимости их изготовления и проведения экспериментов, как правило, изменяют в узких диапазонах. В моделях смесителей малого объема влияние пристеночных эффектов на гидродинамику потока частиц внутри смесителя велико. В промышленных смесителях эти эффекты в значительной мере ослаблены. Это усложняет поиск масштабных переходов от лабораторной модели к промышленному образцу смесителя. По этим причинам метод физического моделирования смесителей сыпучих материалов при разработке методики их оптимизации неэффективен. [16]
Необходимая интенсивность смешения обусловливается требуемой однородностью снеси и должна быть тем больше, чем меньше относительный объем диспергируемой фазы и чем больше начальная неоднородность системы исходных компонентов. Диспергирование также зависит от сдвиговых деформаций. Диффузия может лишь способствовать смешению и в промышленных смесителях практически не играет роли вследствие больших объемов перемешиваемых компонентов и высокой вязкости полимерных материалов. [17]
При выборе оптимальных конструктивных размеров смесителя и его режима работы используют в основном метод физического моделирования. Режимные и конструктивные параметры лабораторных смесителей из-за трудоемкости и высокой стоимости их изготовления и проведения экспериментов, как правило, изменяют в узких диапазонах. В моделях смесителей малого объема влияние пристеночных эффектов на гидродинамику потока частиц внутри смесителя велико. В промышленных смесителях эти эффекты в значительной мере ослаблены. Это усложняет поиск масштабных переходов от лабораторной модели к промышленному образцу смесителя. По этим причинам метод физического моделирования смесителей сыпучих материалов при разработке методики их оптимизации неэффективен. [18]
Выше указывалось, что диффузия является процессом, только способствующим достижению полного статистического беспорядка в смешиваемой системе. В определенных типах смесителей с заданной начальной ориентацией компонентов смешение происходит только за счет диффузии. Это было показано12 на примере вращающегося вокруг горизонтальной оси цилиндра, в котором два компонента первоначально располагались в противоположных концах. Однако в промышленных смесителях диффузия обычно протекает крайне медленно ввиду больших объемов перемешиваемых компонентов. [19]
При создании нового смесительного оборудования используют в основном метод физического моделирования. Все исследования процесса смешения во вновь создаваемом промышленном смесителе проводят на опытных образцах, что требует значительных затрат средств и времени. На опытном образце определяют оптимальный режим его работы и геометрические размеры рабочих органов, конечную однородность смеси и время, необходимое для получения этой однородности. Затем эти данные используют для проектирования промышленного образца смесителя. Так как масштаба подобия для процесса смешения установить еще не удалось, то не всегда на промышленном образце достигаются те же параметры, что и на опытном образце: часто другой по величине получается конечная однородность смеси и время для ее достижения. Это является весьма существенной причиной, из-за которой метод физического моделирования не является еще мощным средством создания экономически обоснованных эффективных промышленных смесителей. [20]