|
Радиальное смешивание наступает в тот момент, когда частицы изменяют свою траекторию циркуляции в плоскости поперечного сечения, то есть когда между отдельными слоями частиц появляются градиенты скорости. При этом градиент скорости образуется только в слоях, близких к поверхности, то есть там, где частицы свободно скатываются иод действием силы тяжести. Такая область их движения называется зоной смешивания. Остальные слои неподвижны как относительно друг друга, так и относительно стенки барабана. Частицы, находящиеся в этих слоях это статичная (неподвижная) масса. Изменение траектории циркуляции частиц основано на гравитационном оседании частиц в находящиеся на их пути свободные пространства между зернами непосредственно прилегающего снизу слоя. Это движение полностью случайно. Если компоненты системы отличаются только окраской, то ни одна движущаяся частица не имеет привилегий в отношении других таких же частиц и поэтому в результате образуется неупорядоченная смесь. Продольное (осевое) смешивание основано на том, что частицы изменяют свои траектории циркуляции в одной плоскости, перпендикулярной радиусу смесителя, на соответствующие или траектории циркуляции в прилегающих плоскостях. Такое явление возникает вблизи боковых стен барабана, находящихся с ними в контакте, поскольку движение частиц задерживается трением о стенки, вследствие чего возникает тенденция к перемещению частиц в соседние слои. Таким образом, формируется характерный профиль продольной конфигурации сыпучего слоя в смесителе (рис. 1.6) На этом рисунке приведены скорости частиц. Так, максимальная скорость частиц возникает в зоне, которая несколько отделена от боковой стенки барабана (зона П ) . По мере отделения от стенки скорость частиц в последующих зонах выравнивается и в результате отсутствия градиента скорости между частицами в прилегающих слоях осевое смешивание в этой области не происходит. 42 |
31 са, после чего находящиеся поблизости от поверхности скатываются вниз по склону, образованному из остальных частиц. После достижения нижнего края этой наклонной плоскости частицы вновь уносятся вверх (неподвижно относительно стенки барабана), образуя замкнутый циркуляционный контур (рис. 1.4). Радиальное смешивание наступает в тот момент, когда частицы изменяют свою траекторию циркуляции в плоскости поперечного сечения, то есть когда между отдельными слоями частиц появляются градиенты скорости. При этом градиент скорости образуется только в слоях, близких к поверхности, то есть там, где частицы свободно скатываются под действием силы тяжести. Такая область их движения называется зоной смешивания. Остальные слои неподвижны как относительно друг друга, так и относительно стенки барабана. Частицы, находящиеся в этих слоях это статичная (неподвижная) масса. Изменение траектории циркуляции частиц основано на гравитационном оседании частиц в находящиеся на их пути свободные пространства между зернами непосредственно прилегающего снизу слоя. Это движение полностью случайно. Если компоненты системы отличаются только окраской, то ни одна движущаяся частица не имеет привилегий в отношении других таких же частиц и поэтому в результате образуется неупорядоченная смесь. Продольное (осевое) смешивание основано на том, что частицы изменяют свои траектории циркуляции в одной плоскости, перпендикулярной радиусу смесителя, на соответствующие или траектории циркуляции в прилегающих плоскостях. Такое явление возникает вблизи боковых стен барабана, находящихся с ними в контакте, поскольку движение частиц задерживается трением о стенки, вследствие чего возникает тенденция к перемещению частиц в соседние слои. Таким образом, формируется характерный профиль продольной конфигурации сыпучего слоя в смесителе (рис. 1.5). 34 На этом рисунке приведены скорости частиц. Так, максимальная скорость частиц возникает в зоне, которая несколько отделена от боковой стенки барабана (зона D). По мере отделения от стенки скорость частиц в последующих зонах выравнивается и в результате отсутствия градиента скорости между частицами в прилегающих слоях осевое смешивание в этой области не происходит. Смена плоскостей движения частиц, вызванная градиентом скорости по отношению соседних друг к другу слоев, имеет (как и при поперечном смешивании) случайный характер (частица может встретить брешь в прилегающем слое), ввиду чего продольное смешивание также приводит к образованию неупорядоченной смеси. Оба рассмотренных случая соответствуют осевому механизму смешивания, поскольку смешивание в них происходит вследствие перемены позиции единичными частицами сыпучего слоя. Здесь следует заметить, что не каждое изменение положения частиц, как полагают авторы, будет приводить к смешиванию в практическом для строительства значении этого понятия. Так, если изменение положения происходит между частицами одного и того же компонента, то такое смешивание будет практически бесполезным (в строительных смесях полезно и измеримо лишь смешивание, происходящее между частицами разных компонентов). Ввиду отмеченного выше, сложного характера процесса скорость смешивания зависит от многих различных показателей, поэтому в принципе каждый случай следует рассматривать отдельно. Только для чистого диффузионного смешивания можно найти определенные закономерности. Рассмотрим вначале в хронологическом порядке уравнения предложенные специалистами англо-американской школы [39]. Так, Бортманом с сотрудниками еще в конце 5 0 х годов прошлого столетия было предложено уравнение: Уг+! = Ут + кш(] У ' Т) ’ О-43) где у т отношение граничной поверхности между компонентами |