Кинетика дробления капель в аппаратах с мешалками

Л.Н.Брагинский, М.А.Белевицкая

Резюме

Предложена теоретическая модель дробления капель в турбулентном потоке, учитывающая вероятностный характер турбулентных пульсаций, а также влияние на процесс образования капель вязкости сплошной и дисперсной фаз. Показано, что в некоторых случаях увеличение вязкости фаз может приводить к уменьшению размеров капель. Также получены уравнения для определения максимального значения диссипации энергии в зоне лопастей мешалки как функции параметров аппарата и мешалки, а также гидродинамических параметров перемешивания. Показана зависимость размеров капель от времени пребывания эмульсии с ПАВ'ами, т.е. в отсутствие коалесценции. Теоретические результаты сопоставлены с экспериментальными, полученными для шести пар взаимнонерастворимых жидкостей при изменении вязкостей фаз более чем в 600 раз. Измерения проводились в цилиндрических сосудах объемом от 4,5л до 250л с мешалками различных типов (всего 17 типоразмеров) с продолжительностью перемешивания до 2 часов.

Результаты экспериментов подтвердили зависимость размеров капель от параметров аппарата и мешалки, от физических свойств перемешиваемых фаз, а также от времени перемешивания. Полученные уравнения можно использовать для определения степени дисперсности эмульсии, образующейся при смешении взаимнонерастворимых жидкостей в условиях отсутствия коалесценции.