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從設(shè)備角度來分析,影響分散的要素有哪些?如何計算線速度?

從設(shè)備角度來分析,影響分散的要素有哪些?如何計算線速度?
IKN  2022-02-14  |  閱讀:1804

從設(shè)備角度來分析,影響分散的要素有哪些?如何計算線速度?


要只知道分散要素需先了解什么是分散?

 

分散是至少兩種不相容液體構(gòu)成熱力學(xué)不穩(wěn)定體系,一種液體以球形單位分散在另一種液體中,所以分散越穩(wěn)定分散效果越好。


從設(shè)備角度來分析,影響分散效果因素有以下幾點:

1.分散頭的形式(批次式和連續(xù)式)(連續(xù)式比批次式要好)

2.分散頭的剪切速率,(越大效果越好)

3.分散頭的齒形結(jié)構(gòu)(分為初齒、中齒、細(xì)齒、超細(xì)齒、越細(xì)齒效果越好)

4.物料在分散墻體的停留時間、分散時間(可以看作同等電機,流量越小效果越好)

5.循環(huán)次數(shù)(越多效果越好,到設(shè)備的期限就不能再好了。)

 

線速度的計算:

剪切速率的定義是兩表面之間液體層的相對速率。

剪切速率(s-1) =v 速率(m/s) 
g定-轉(zhuǎn)子 間距(m)

由上可知,剪切速率取決于以下因素:

轉(zhuǎn)子的線速率

在這種請況下兩表面間的距離為轉(zhuǎn)子-定子 間距。
ikn定
-轉(zhuǎn)子的間距范圍為0.2 ~ 0.4 mm

速率v= 3.14 x d(轉(zhuǎn)子直徑)x轉(zhuǎn)速rpm / 60

分層是分散相在外力(重力或離心力)作用下,在連續(xù)相中上浮或下沉的結(jié)果。在忽略布朗運動效應(yīng)的靜態(tài)條件下,可用stokes 定律來描述,即分散相球形顆粒由于重力的沉降速度 由下式確定:

 

式中

ρs -ρ為分散相與連續(xù)相的密度差,為重力加速度,為分散相顆粒直徑,μ為連續(xù)相的粘度。如果分散相顆粒的密度比連續(xù)相密度大,顆粒下沉,速度 為正值,反之,顆粒上浮,速度為負(fù)值。沉降速度大,漿料就容易分層。如果要保持體系穩(wěn)定,就必須降低沉降速度,對于特定的漿料可以通過減小分散相固體顆粒直徑 d。因為只有當(dāng)粒徑減至連續(xù)相液體分子大小時,顆粒才能穩(wěn)定、均勻地分散在液體中不發(fā)生分離。

通過以上的分析我們可以看出,要提高懸浮液的穩(wěn)定性,分散相顆粒的粒徑應(yīng)盡量細(xì)小。但應(yīng)該指出,根據(jù)前人所做的大量研究發(fā)現(xiàn),隨著顆粒粒度的減小,雖然顆粒由重力引起的分離作用變?yōu)榇我囊蛩兀怯捎陬w粒之間的間距減小,顆粒之間的結(jié)合力(范德華力等)起到了重要決定性作用。另外,當(dāng)顆粒直徑小于某一細(xì)小尺寸時,此時,顆粒的布朗運動效應(yīng)就不能忽略了,所以由于細(xì)小顆粒的布朗運動,而使得顆粒之間產(chǎn)生激烈地碰撞。若不加穩(wěn)定劑,這些情況都會導(dǎo)致顆粒團(tuán)聚,對體系的穩(wěn)定是不利的。所以漿料的分散中,顆粒粒徑并非越細(xì)越好,要視漿料的特性而定。分散就是要根據(jù)物料的特性與特點,減小分散相顆粒的粒度,使其分布于一個較窄的尺寸范圍,并達(dá)到吸力與斥力的相互平衡,從而保證漿料體系的穩(wěn)定。

 

 

 

影響分散乳化結(jié)果的因素有以下幾點

 

 

1 分散頭的形式(批次式和連續(xù)式)(連續(xù)式比批次好)

2 分散頭的剪切速率 (越大,效果越好)

3 分散頭的齒形結(jié)構(gòu)(分為初齒,中齒,細(xì)齒,超細(xì)齒,約細(xì)齒效果越好)

4 物料在分散墻體的停留時間,乳化分散時間(可以看作同等的電機,流量越小,效果越好)

5 循環(huán)次數(shù)(越多,效果越好,到設(shè)備的期限,就不能再好)

 

線速度的計算

剪切速率的定義是兩表面之間液體層的相對速率。

– 剪切速率 (s-1) = v 速率 (m/s)
g 定-轉(zhuǎn)子 間距 (m)

由上可知,剪切速率取決于以下因素:

– 轉(zhuǎn)子的線速率

– 在這種請況下兩表面間的距離為轉(zhuǎn)子-定子 間距。
ikn 定-轉(zhuǎn)子的間距范圍為 0.2 ~ 0.4 mm

 

速率v= 3.14 x d(轉(zhuǎn)子直徑)轉(zhuǎn)速 rpm / 60

 

    高的轉(zhuǎn)速和剪切率對于獲得超細(xì)微懸浮液是最重要的。根據(jù)一些行業(yè)特殊要求,依肯公司在ers2000系列的基礎(chǔ)上又開發(fā)出erx2000超高速剪切乳化機機。其剪切速率可以超過200.00 rpm,轉(zhuǎn)子的速度可以達(dá)到66m/s。在該速度范圍內(nèi),由剪切力所造成的湍流結(jié)合專門研制的電機可以使粒徑范圍小到納米級。剪切力更強,乳液的粒經(jīng)分布更窄。由于能量密度極高,無需其他輔助分散設(shè)備,可以達(dá)到普通的高壓均質(zhì)機的400bar壓力下的顆粒大小.

 

2、設(shè)備特點

⑴  ers設(shè)備與傳統(tǒng)設(shè)備相比:

高效、節(jié)能

傳統(tǒng)設(shè)備需8小時的分散加工過程,ers設(shè)備1小時左右完成,超細(xì)分散效果顯著,能耗極大降低;

高速、高品質(zhì)

傳統(tǒng)設(shè)備的攪拌轉(zhuǎn)速每分鐘幾十轉(zhuǎn),帶分散功能的轉(zhuǎn)速每分鐘1500轉(zhuǎn)以內(nèi),只完成宏觀分散加工,超細(xì)分散能力極為有限;ers設(shè)備的轉(zhuǎn)速每分鐘1000015000轉(zhuǎn)之間,超高線速度產(chǎn)生的剪切力,瞬間超細(xì)分散漿料中的粉體。

⑵ ers設(shè)備與同類設(shè)備相比:

多層多向剪切分散

同類設(shè)備的定轉(zhuǎn)子等部件結(jié)構(gòu)單一,多級多層的結(jié)構(gòu)是單純重復(fù)性加工,相同的齒槽結(jié)構(gòu)易發(fā)生物料未經(jīng)分散便通過工作腔的短路現(xiàn)象;

ers設(shè)備的定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)采用多層多向剪切概念,裝配式結(jié)構(gòu)使物料得到不同方向剪切分散,杜絕了短路現(xiàn)象,超細(xì)分散更為徹底。

 

3、工藝應(yīng)用

 

鋰電池正負(fù)極漿料的超細(xì)分散   電路板基材漿料粉液超細(xì)分散

高粘度物料粉液超細(xì)混合分散    納米材料團(tuán)聚物超細(xì)解聚分散

 

 

 

4、應(yīng)用范圍

電子電池:鋰電池正極漿料、鋰電池負(fù)極漿料、電路板基材漿料

納米材料:超細(xì)碳酸鈣、白炭黑等納米材料解聚、納米粉體應(yīng)用固-液分散

精細(xì)化工:熱熔膠、密封膠、膠水、絮凝劑、表面活性劑

生物醫(yī)藥:藥膏、軟膏、霜劑、注射劑、微膠囊乳劑、填充劑分散

在線式高速分散機的優(yōu)點

1  ers2000系列作為一個用于混合分散工藝的設(shè)備,其具有連續(xù)式性操作,因此也被稱作連續(xù)式超高速混合分散機,能夠更好滿足大批量連續(xù)化生產(chǎn)作業(yè)要求.與傳統(tǒng)的批次分散機相比具有以下優(yōu)勢

 

1分散效果高:批次分散機在進(jìn)行分散前往往需要預(yù)攪拌,在其基礎(chǔ)上才能實現(xiàn)較好的分散混合效果.因此所需要時間更多,產(chǎn)量更小.適用于不連續(xù)生產(chǎn)或者產(chǎn)量較小的生產(chǎn).而連續(xù)式分可以直接進(jìn)行投料,更短時間能夠?qū)崿F(xiàn)混合分散的顆粒經(jīng)的要求.產(chǎn)量大效率高,適用于連續(xù)式生產(chǎn),產(chǎn)量更大的情況.

 

 


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