ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Полезная и затраченная работа диспергирования из "Новый справочник химика и технолога Процессы и аппараты Ч1" Таким образом, с уменьшением размера частиц увеличивается поверхностная энергия, которая при определенных условиях может перейти в другой вид энергии, например в тепло. На рис. 1.1.1.1 показаны две крайние формы колебаний капли, образованной при слиянии двух капель. Время перехода одной формы в другую определяется полупериодом колебаний. Очевидно, что энергия колебаний полностью перейдет в тепло, когда колебания капли под действием трения затухнут и она примет сферическую форму. [c.7] Для твердых частиц слияние, подобное слиянию капель или пузырей, невозможно из-за их структурной прочности. Здесь скорее следует говорить о срастании пригнанных поверхностей или заживлении образовавшихся при диспергировании трещин. Однако эти процессы эффективно могут протекать только в вакууме, поскольку срастанию поверхностей препятствуют адсорбционные слои молекул среды, окружающих частицу. [c.8] Из формулы (1.1.1.1) вытекает важное следствие затраты энергии на диспергирование тем меньше, чем ниже удельная поверхностная энергия или, что то же, чем ниже поверхностное натяжение. Снижение удельной поверхностной энергии целенаправленным изменением свойств окружающей частицу среды широко используется в технологии диспергирования (помола) твердых тел (см. 8.5.2). [c.8] В реальных условиях диспергирования приходится затрачивать работу на преодоление упругих деформаций частицы и окружающей ее среды. Оценим величину этой работы на примере разрушения куба упругого твердого тела сжатием (рис. 1.1.1.2). [c.8] Полученное выражение соответствует гипотезе Кирпичева — Кика (1874, 1885 гг.), утверждающей, что энергия диспергирования пропорциональна объему частицы. [c.8] Уравнения (1.1.1.1) и (1.1.1.4) соответствуют гипотезе Риттенгера (1867 г.) работа для разрушения частицы прямо пропорциональна вновь образованной поверхности. [c.8] На рис. 1.1.1.3 показаны зависимости работ образования трещины от размера частицы гипса, рассчитанные по уравнениям (1.1.1.3) и (1.1.1.4). Из графиков следует, что для частиц с 5 100 мкм работа на образование трещины определяется только упругими деформациями, а для частиц с 5 100 мкм работу упругих деформаций можно не учитывать. [c.8] Таким образом, в попытках снижения затрат энергии на диспергирование следует оценивать параметры, определяющие этот процесс. Если рассматривать диспергирование твердых частиц, то для 5 100 мкм снижение поверхностной энергии может дать желаемые результаты. В то же время для 5 100 мкм следует изменять способ разрушения, переходя от сжатия к срезу или удару либо увеличивая модуль упругости, например понижением температуры разрушаемого тела. [c.8] Механизм диспергирования капель и пузырей принципиально отличается от такового для твердых тел, поскольку всегда протекает в объеме сплошной среды и под ее силовым воздействием. При этом сплошная среда играет определяющую роль в формировании как величины поверхностного натяжения, так и самого механизма диспергирования. Здесь затраты энергии на диспергирование в основном определяются энергией вновь образованной поверхности, и, следовательно, эффективность диспергирования в основном определяется величиной поверхностного натяжения. [c.8] Вернуться к основной статье