悬浮与分散搅拌 液滴与气泡的分散 两种不互溶液体搅拌时,其中必有一种被破碎成液滴,称为分散相,而另一种泼体称为连续相,气体在液体中分散时,气泡为分散相,为达到小尺度的宏观混合,必须尽可能减小液滴或气泡的尺寸.液滴或气泡的破碎主要依靠搅拌器的高度湍动 液-液分散体系 液滴是一个具有明显界面的液团。界面张力力图使液滴的表面积较小,抵抗液滴变形和破碎,即界面张力是分散操作的主要抗力,为此,要使液滴破碎,首先必须克服界面张力使液滴变形。 在搅拌器作用下,设备内流体处于高度湍动状态时,存在着方向迅速变换的湍流脉动,液滴不能追随这种脉动而产生相对速度很大的绕流运动。这种绕流运动,沿液滴表面会产生不均匀的压强分布和表面切应力将液滴压扁并扯碎。总体流动的淌动程度越高,湍流脉动对滴绕流的相对速度越大,则可能产生的液滴尺寸越小,但在大液滴发生破碎的同时,还存在睿小液滴相互碰撤而凝并的过程。即破碎与凝并同时发生,必然导致液滴尺寸的不均匀分布,其中大液滴是由小液滴凝并而成,小液滴则是大液滴破碎的结果。实际的液滴尺寸分布决定于破碎和凝并过程之间的抗衡 此外,搅拌设备内各处流体湍动程度不均也会使液滴尺寸不均匀分布,一般情况下,搅拌器附近的区域,流体湍动程度较高,液滴破碎速率大于凝并速率,液滴尺寸较小;而在远离叶片的区城内湍动程度较弱,液滴凝并速率大于破碎速率,液滴尺寸较大。 为了获得液滴尺寸分布均匀的混合物,通常可采用下列措施进行强化 ①尽量使流体在设备内的湍动程度分布均匀,具体可通过选择适宜的搅拌器型式和尺寸,合理设计搅拌器的位置,以及在设备内设置挡板等方法来保证湍动程度均匀分布。 ②在混合液中加人少量的保护胶或表面活性物质,使液滴在碰撞时难以凝并。在许多高分子单体的悬浮聚合过程中,就是采用这种方法获得了大小均匀的聚合物颗粒 2.气-液分散体系 气泡在液体中的分散机理原则上与液滴分散相同,只是气液表面张力比液液界面张力大,分散更为困难。此外,气液密度差较大,大气泡更易浮升溢出液体表面。因而,气泡分散往往更需重视。