黏性体系中齿合型高剪切混合器解聚分散二氧化硅纳米颗粒性能研究

为探究复杂体系中纳米颗粒解聚分散过程强化的新途径,在黏性体系中,研究了纳米颗粒解聚分散的机制以及可达到的最小尺寸,同时考察了转子转速、定转子结构与体系黏度等对齿合型高剪切混合器解聚分散性能的影响。结果表明,当能量输入由低到高时,解聚机制由断裂主导转变为由侵蚀主导,可达到的最小尺寸约为117nm,且不受转速等影响;提高转速可有效强化纳米颗粒解聚分散过程,显著提高细颗粒(dp<1μm)的生成体积和生成速率;在定子齿数为8~16、转子齿数为4~12、定转子齿角为0°~30°时,增大定子齿数或定子齿角对纳米颗粒解聚分散起强化作用,而增大转子齿数则表现为有限的强化作用,过大的转子齿角则不利于纳米颗粒的解聚分散;与清水体系相比,黏性体系能显著强化纳米颗粒的解聚分散,其强化作用随黏度的增大而增大。

面向最优固含率的推进式搅拌器固相悬浮性能研究

稠密固-液搅拌操作中,优化固含率可以有效降低能耗、减少污染。在较宽固含率范围内,实验研究了推进式搅拌器的固相悬浮性能,考察了搅拌桨直径、桨叶离底高度等结构参数和固相粒径、液相黏度等物性对临界离底悬浮状态下单位质量功率的影响。结果表明,随固含率增加,单位质量搅拌功率先减小后增大,存在最优固含率,具有最低单位质量搅拌功率。对比不同工况,桨叶离底高度的变化对最优固含率的影响较小;而桨叶直径和固相粒径的增大,均会使最优固含率减小。黏性体系与清水体系相比,单位质量搅拌功率更小,最优固含率更高。此外,建立了推进式搅拌器驱动下单位质量搅拌功率的预测公式,可用来确定不同工况下的最优固含率,从而为工业上固-液搅拌操作中选择合适的悬浮液操作浓度提供一定的指导。