химический каталог




Переработка каучуков и резиновых смесей

Автор Е.Г.Вострокнутов М.И.Новиков В.И.Новиков Н.В.Прозоровская

крайнем случае — материал, который подчиняется реологическому уравнению Оствальда-де-Вилла.

Хотя полученные в этих работах соотношения и нельзя непосредственно применить к реальным процессам резиносмешения, они чрезвычайно полезны для понимания и анализа сущности процессов, протекающих при образовании монолитной массы смеси на заключительных стадиях смешения [26, 28].

Диспергирующее смешение. Мак-Келви, Берген и другие [17, 29], рассматривая механизм диспергирующего смешения в закрытых смесителях типа «Бенбери», вводят ряд упрощающих допу130 щений. Рассматривается (рис. 3.15) единичный изолированный агрегат наполнителя из двух связанных частиц (считается, что взаимодействие между соседними агрегатами отсутствует). В такой системе действуют межмолекулярные силы взаимодействия между этими частицами и поверхностные силы, возникающие при их движении в жидкости.

(3.19)

Рассмотрение механики процесса приводит Мак-Келви в частности к соотношению

FA

6пДДГ|Р FA

где Kd — критерий диспергирования; т—напряжение сдвига; FA —сила адгезионного взаимодействия, К„ — радиус частицы; т| — вязкость; Я0 — характерный линейный размер, в — скорость сдвига

Путем анализа и приближенного решения дифференциальных уравнений, описывающих процесс диспергирования, Мак-Келви получает, что необходимое разъединение частиц при сдвиговом воздействии происходит при значении Kd>№—4). Если Kd=°° или Kd<2, диспергирующее смешение сводится к простому (в первом случае силами взаимодействия FA можно пренебречь по сравнению с напряжениями сдвига в среде, а во втором — агрегат ведет себя как одна частица. Как и при простом смешении здесь большое значение имеет ориентация агрегата частиц относительно линий тока. Если агрегат ориентирован неблагоприятно (вдоль линий тока), диспергирования не произойдет и при Kd> (2—4). Поэтому и здесь важно, чтобы смеситель обеспечивал интенсивное изменение линий тока.

Можно оценить напряжения сдвига, необходимые для диспергирования агрегатов технического углерода. В выражении (3.19) неопределенной величиной является FA — сила адгезионного взаимодействия двух частиц технического углерода. Если принять для

9* 131

удельной работы (энергии) адгезии Wa приближенное линейное соотношение W^=far (где г — радиус действия межмолекулярных сил; fa — напряжение этих сил) и считать, что F^f^S (где S — площадь фактического контакта двух частиц), то можно получит^:

_ SWJr

где Ti — напряжение при диспергировании.

Принимая Wa~100 мН/м (по теплоте смачивания поверхности частиц технического углерода), г=10-10 м (1 A), S = 10-12 м2, = 10—е м, Kd=4, Я0=0,01 м, получим:

Средние напряжения сдвига определяются равенствами:

T = Yg(Y. Т) и x- = y'g(y'T')

где у' и 7" относят к суженной части канала; g — обозначение нелинейной функции вязкости.

При работе смесителя, как и при работе червячной машины, возникают прямые (барические — под действием перепада давлений \Р) и обратные (вынужденные, под действием перемещения граничных поверхностей) потоки Qp и <2Д.

Допуская существенные упрощения, авторы получают:

2

Т<(~

4-100

мН

10-" м-10-1* м>

6я 10» м- ИИ и

10-" Н

= 0,2 -TjjrrjT ~ 0,2-10» Па = 0,02 МПа

<Эо = Я'АР 12ц2 ;

, ft3AP'

%~ 12Т)2

Таким образом, это напряжение составляет примерно 1/10 максимального при смешении; однако при неблагоприятной ориентации частиц для диспергирования может потребоваться напряжение, в несколько раз большее.

Механизм возникновения высоких напряжений сдвига в неньютоновской жидкости'был рассмотрен Боленом и Коллвелом ,[30]. Они анализировали работу так называемого идеального смесителя, состоящего из двух коаксиальных цилиндров, один из которых вращался и имел выступ шириной г, расположенный по образующей. Основная часть кольцевого канала длиной Z между цилиндрами имеет высоту Я, а часть над выступом — высоту к. Все рассмотрение ведется на единицу длины смесителя, перпендикулярную к плоскости (рис. 3.16).

Рис. 3.16. Геометрия идеального диспергирующего смесителя:

Z — канал; z — аазор: И — глубина канала; ft — глубина зазора; Р, и Ра — давление на выходе и входе в зазор; о — окружная скорость статора (ротора).

Рис. 3.17. Зависимость напряжений сдвига т, возникающих в идеальном диспергирующем смесителе, от частоты вращения л: 1 — зазор; 2 — канал.

где v=2nDn — частота вращения внешнего цилиндра; r\=g(yT).

Поскольку Qa>Qi, то Р'>Р, и по закону непрерывности

ДР =

Поэтому .перепад давлений будет:

6о (Н — к) (л»/тр) + (Яа/т0

Т = -тГДф);

где q> = Qp/Q«— отношение прямого и обратного потоков.

Значение <р можно определить из выражения:

l-(h/H) f- l+G(h/Hf>Z/z

где G — функция <р, Н, Т и v.

Используя ЭВМ (обычным путем получаемые уравнения не решаются) , Болен и Коллвел получили решение для деформирования в смесителе расплава полиэтилена. Интересны полученные при этом зависимости напряжений от частоты вращения цилиндров (рис. 3.17).

Среднее напряжение в зазоре примерно в 2 раза больше, чем в канале. В зависимос

страница 52
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109

Скачать книгу "Переработка каучуков и резиновых смесей" (4.35Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
курсы по верстке в preps
art-clock.ru
Atmos DC 15E
Кровати детские для школ, детских садов и дошкольных учреждений, производство детских кроватей

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(05.12.2016)