ประสิทธิภาพของผู้เข้าร่วมทางเข้าด้านบนได้รับอิทธิพลจากปัจจัยมากมายโดยมีแรงตึงผิวของเหลวเป็นสิ่งที่มักจะอยู่ภายใต้ - เรดาร์ - แต่อาจมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญ ในฐานะซัพพลายเออร์ของผู้เข้าร่วมการเข้าสู่ระดับสูงสุดการทำความเข้าใจผลกระทบเหล่านี้เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการจัดหาโซลูชั่นที่ดีที่สุดให้กับลูกค้าของเรา ในบล็อกนี้เราจะสำรวจว่าแรงตึงผิวของเหลวมีผลต่อประสิทธิภาพการผสมของเครื่องกวนเข้าด้านบนอย่างไร
ทำความเข้าใจกับแรงตึงผิวของเหลว
แรงตึงผิวของเหลวเป็นคุณสมบัติทางกายภาพที่เป็นผลมาจากแรงที่เหนียวแน่นระหว่างโมเลกุลของเหลว ที่พื้นผิวของของเหลวโมเลกุลจะได้รับแรงภายในตาข่ายเพราะไม่มีโมเลกุลเหนือพวกเขาเพื่อสร้างความสมดุลให้กับแรงที่น่าดึงดูดจากโมเลกุลด้านล่างและด้านข้าง สิ่งนี้สร้างผลกระทบ "ผิว - เหมือน" บนพื้นผิวของเหลวทำให้มันทำงานราวกับว่ามันเป็นเมมเบรนยืดหยุ่นที่ยืดออก
ขนาดของแรงตึงผิวถูกวัดในหน่วยแรงต่อความยาวหน่วย (เช่น N/M) และแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับชนิดของของเหลวอุณหภูมิและการปรากฏตัวของสิ่งสกปรก ตัวอย่างเช่นน้ำมีแรงตึงผิวค่อนข้างสูงประมาณ 0.0728 n/m ที่ 20 ° C ในขณะที่ตัวทำละลายอินทรีย์เช่นเอทานอลมักจะมีความตึงเครียดพื้นผิวที่ต่ำกว่า
ผลกระทบต่อรูปแบบการผสม
หนึ่งในวิธีหลักความตึงผิวที่มีผลต่อประสิทธิภาพการผสมของผู้เข้าร่วมการเข้าด้านบนคือผ่านอิทธิพลที่มีต่อการก่อตัวของรูปแบบการผสม เมื่อใบมีด agitator หมุนมันจะให้พลังงานกับของเหลวสร้างรูปแบบการไหลเช่นการไหลของรัศมีและแกนตามแนวแกน แรงตึงผิวสูงสามารถ จำกัด การเคลื่อนที่ของของเหลวที่พื้นผิวนำไปสู่ปรากฏการณ์ที่เรียกว่า "เปลือกโลกพื้นผิว" หรือชั้นนิ่ง
ในระบบที่มีของเหลวสูง - พื้นผิวของเหลวของเหลวที่พื้นผิวอาจไม่สามารถเข้าสู่การไหลของกลุ่มได้อย่างง่ายดาย สิ่งนี้อาจส่งผลให้มีการผสมที่ไม่ดีใกล้กับพื้นผิวขณะที่ผู้ก่อกวนพยายามดิ้นรนเพื่อผ่านกองกำลังที่ยึดติดกับโมเลกุลของพื้นผิวด้วยกัน เป็นผลให้อาจมีการกระจายที่ไม่สม่ำเสมอของสารเติมแต่งสารตั้งต้นหรืออนุภาคในของเหลวโดยเฉพาะอย่างยิ่งหากมีการแนะนำที่หรือใกล้กับพื้นผิว
ในทางกลับกันในของเหลวพื้นผิวต่ำ - ความตึงของเหลวที่พื้นผิวจะถูกรบกวนได้ง่ายขึ้นโดยผู้เล่น agitator สามารถสร้างรูปแบบการไหลที่สม่ำเสมอมากขึ้นตลอดปริมาณของเหลวรวมถึงชั้นพื้นผิว สิ่งนี้นำไปสู่ประสิทธิภาพการผสมโดยรวมที่ดีขึ้นเนื่องจากมีภูมิภาคที่นิ่งน้อยลงและการกระจายของวัสดุที่มีประสิทธิภาพภายในถัง
การก่อตัวของฟองและหยด
ความตึงผิวยังมีบทบาทสำคัญในการก่อตัวและพฤติกรรมของฟองและหยดในระหว่างกระบวนการผสม เมื่อก๊าซถูกนำเข้าสู่ของเหลว (ตัวอย่างเช่นในกระบวนการเช่นการเติมอากาศหรือปฏิกิริยาก๊าซ - ของเหลว) แรงตึงผิวของของเหลวจะกำหนดขนาดและความเสถียรของฟอง
ในของเหลวสูง - พื้นผิวแรงตึงแรงที่เหนียวแน่นมีแนวโน้มที่จะเก็บก๊าซในฟองสบู่ขนาดใหญ่ ฟองอากาศขนาดใหญ่มีอัตราส่วนพื้นผิวด้านล่าง - ต่อ - อัตราส่วนปริมาตรซึ่งสามารถลดประสิทธิภาพของการถ่ายโอนมวลระหว่างก๊าซและของเหลว นอกจากนี้ฟองขนาดใหญ่อาจเพิ่มขึ้นสู่พื้นผิวได้เร็วขึ้นลดเวลาสัมผัสระหว่างก๊าซและของเหลวและอาจ จำกัด อัตราการเกิดปฏิกิริยา
ในทางกลับกันของเหลวที่มีพื้นผิวต่ำ - ความตึง, ฟองเล็ก ๆ มีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้น ฟองอากาศขนาดเล็กมีอัตราส่วนพื้นผิวที่สูงขึ้น - ต่อ - อัตราส่วนปริมาตรซึ่งช่วยเพิ่มการถ่ายโอนมวลระหว่างก๊าซและของเหลว สิ่งนี้สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของกระบวนการเช่นการถ่ายโอนออกซิเจนในการบำบัดน้ำเสียหรือการสลายตัวของก๊าซในปฏิกิริยาเคมี
ในทำนองเดียวกันเมื่อผสมของเหลวที่ไม่สามารถทำได้เพื่อสร้างอิมัลชันหรือการกระจายตัวความตึงผิวจะส่งผลกระทบต่อขนาดและความเสถียรของหยด แรงตึงผิวสูงสามารถนำไปสู่หยดที่ใหญ่กว่าซึ่งอาจรวมกันได้ง่ายขึ้นทำให้เกิดอิมัลชันที่ไม่เสถียร ในทางตรงกันข้ามความตึงผิวต่ำส่งเสริมการก่อตัวของหยดเล็ก ๆ ที่นำไปสู่อิมัลชันที่มีความเสถียรและมีความเสถียรมากขึ้น
ข้อกำหนดด้านพลังงาน
แรงตึงผิวของของเหลวยังสามารถส่งผลกระทบต่อความต้องการพลังงานของผู้เข้าร่วมการเข้าด้านบน ในของเหลวที่สูง - พื้นผิว - ความตึงตัวกวนจะต้องเอาชนะแรงเหนียว ๆ ที่พื้นผิวเพื่อสร้างการผสมที่มีประสิทธิภาพ สิ่งนี้มักจะต้องใช้พลังงานมากขึ้นในการแบ่งชั้นพื้นผิวและสร้างการไหลที่เพียงพอในของเหลวจำนวนมาก
ในขณะที่เครื่องกวนทำงานหนักขึ้นเพื่อขัดขวางของเหลวที่สูง - พื้นผิว - แรงตึงการใช้พลังงานของมอเตอร์ที่ขับเคลื่อนการกวนจะเพิ่มขึ้น สิ่งนี้ไม่เพียง แต่นำไปสู่ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานที่สูงขึ้นเท่านั้น แต่ยังสามารถเพิ่มความเครียดให้กับส่วนประกอบของผู้ก่อความไม่สงบซึ่งอาจลดอายุการใช้งานของพวกเขา
ในของเหลวที่มีพื้นผิวต่ำ - ตึง Agitator สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นเนื่องจากต้องใช้พลังงานน้อยกว่าในการเคลื่อนย้ายของเหลวและสร้างรูปแบบการผสมที่ต้องการ ความต้องการพลังงานที่ลดลงหมายถึงค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานที่ลดลงและการสึกหรอน้อยลงบนอุปกรณ์กวนทำให้มีค่าใช้จ่ายมากขึ้น - โซลูชั่นที่มีประสิทธิภาพสำหรับการทำงานระยะยาว
กลยุทธ์ในการลดผลกระทบ
ในฐานะซัพพลายเออร์ของผู้เข้าร่วมการแข่งขันชั้นนำเราเข้าใจถึงความท้าทายที่เกิดจากของเหลวที่มีพื้นผิวสูง - แรงตึง เพื่อลดผลกระทบเชิงลบของแรงตึงผิวต่อประสิทธิภาพการผสมสามารถใช้กลยุทธ์หลายอย่างได้
วิธีหนึ่งคือการใช้สารลดแรงตึงผิว สารลดแรงตึงผิวเป็นสารประกอบที่สามารถลดแรงตึงผิวของของเหลวได้โดยการดูดซับที่ของเหลว - อากาศหรือของเหลว - ส่วนต่อประสานของเหลว ด้วยการเพิ่มสารลดแรงตึงผิวที่เหมาะสมให้กับของเหลวความตึงผิวสามารถลดลงทำให้ผู้กวนสามารถสร้างรูปแบบการผสมที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นและปรับปรุงประสิทธิภาพการผสมโดยรวม
อีกกลยุทธ์หนึ่งคือการปรับการออกแบบ agitator ให้เหมาะสม สำหรับแอพพลิเคชั่นที่สูง - พื้นผิวสามารถใช้การออกแบบใบมีดพิเศษได้ ตัวอย่างเช่นใบมีดที่มีพื้นที่ผิวขนาดใหญ่หรือที่ออกแบบมาเพื่อสร้างแรงเฉือนที่รุนแรงมากขึ้นที่พื้นผิวสามารถช่วยผ่านชั้นพื้นผิวและปรับปรุงการผสมใกล้พื้นผิว นอกจากนี้การใช้ผู้เล่นหลายตัวหรือกวนที่มีความสามารถในการแปรผันของตัวแปร - ความเร็วสามารถให้ความยืดหยุ่นมากขึ้นในการปรับกระบวนการผสมเพื่ออธิบายความตึงเครียดพื้นผิวที่แตกต่างกัน
แอปพลิเคชันและกรณีศึกษา
ผลกระทบของแรงตึงผิวที่มีต่อประสิทธิภาพการเข้าสู่ระบบเข้าด้านบนมีความเกี่ยวข้องในอุตสาหกรรมที่หลากหลาย ตัวอย่างเช่นในอุตสาหกรรมเคมีปฏิกิริยาทางเคมีจำนวนมากเกี่ยวข้องกับการผสมของตัวทำละลายความตึงเครียดสูง - พื้นผิวหรือสารตั้งต้น การสร้างความมั่นใจว่าการผสมที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการบรรลุผลผลิตสูงและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่สอดคล้องกัน
ในอุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่มความตึงผิวอาจส่งผลกระทบต่อการผสมผสานส่วนผสมเช่นน้ำมันอิมัลซิไฟเออร์และเครื่องปรุง ตัวอย่างเช่นในการผลิตน้ำสลัดความสามารถในการสร้างอิมัลชันที่มั่นคงเป็นสิ่งจำเป็น โดยการทำความเข้าใจบทบาทของแรงตึงผิวผู้ผลิตอาหารสามารถเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการผสมของพวกเขาเพื่อผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพสูง
ลองพิจารณากรณีศึกษาในอุตสาหกรรมยา บริษัท ยากำลังประสบกับการผสมที่ไม่ดีในกการละลายของกาต้มน้ำ agitatorเมื่อกำหนดผลิตภัณฑ์ยาใหม่ ส่วนผสมที่ใช้งานไม่ได้มีการกระจายอย่างเท่าเทียมกันในพาหะของเหลวซึ่งเป็นตัวทำละลายที่มีพื้นผิวสูง ด้วยการเพิ่มสารลดแรงตึงผิวจำนวนเล็กน้อยและปรับความเร็วของผู้ก่อความไม่สงบ บริษัท สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการผสมได้อย่างมีนัยสำคัญ ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายมีความเข้มข้นที่สอดคล้องกันมากขึ้นของสารออกฤทธิ์ตามมาตรฐานคุณภาพที่ต้องการ
บทสรุป
โดยสรุปแรงตึงผิวของเหลวมีผลกระทบอย่างลึกซึ้งต่อประสิทธิภาพการผสมของผู้เข้าร่วมการเข้าสู่ระดับบน มันมีผลต่อรูปแบบการผสมฟองและการก่อตัวของหยดความต้องการพลังงานและประสิทธิภาพโดยรวม ในฐานะซัพพลายเออร์ของผู้เล่นที่เข้าสู่ตำแหน่งอันดับต้น ๆ เราตระหนักถึงความสำคัญของการทำความเข้าใจผลกระทบเหล่านี้เพื่อให้ลูกค้าของเราได้รับโซลูชั่นที่ดีที่สุดที่เหมาะสม
ไม่ว่าคุณจะจัดการกับของเหลวที่มีพื้นผิวสูง - ความตึงหรือต่ำ - พื้นผิว - ความตึงทีมผู้เชี่ยวชาญของเราสามารถช่วยคุณเลือกผู้เล่นที่เหมาะสมและใช้กลยุทธ์เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการผสม หากคุณกำลังมองหาสิ่งที่น่าเชื่อถือด้าน - อุปกรณ์กวนเข้าหรือเครื่องกวนกังหันสำหรับแอปพลิเคชันเฉพาะของคุณเราอยู่ที่นี่เพื่อช่วยเหลือคุณ ติดต่อเราเพื่อหารือเกี่ยวกับความต้องการของคุณและให้เราช่วยให้คุณบรรลุประสิทธิภาพการผสมที่ดีที่สุดสำหรับกระบวนการของคุณ
การอ้างอิง
- Levins, Dr, & Glastonbury, JH (1972) รูปแบบการไหลในเรือที่ปั่นป่วน วิทยาศาสตร์วิศวกรรมเคมี, 27 (8), 1427 - 1438
- Paul, El, Atiemo - Obeng, VA, & Kresta, SM (eds.) (2004) คู่มือการผสมอุตสาหกรรม: วิทยาศาสตร์และการปฏิบัติ John Wiley & Sons
- Rushton, JH, Costich, EW, & Everett, HJ (1950) ลักษณะพลังงานของใบพัดผสม ความคืบหน้าของวิศวกรรมเคมี, 46 (7), 395 - 404
