广义的混合作用应包括混合和分散两个基本过程。混合或称单纯混合是指两种或多种组分占有的空间分布情况发生变化,各自向其他组分的空间分布,其原理如图10-1所示。分散是指在混合中,一种或多种组分的物理状态或物理性能发生变化并向其他组分渗透的过程,如颗粒尺寸减小或溶于其他组分中。混合与分散作用一般是同时进行和完成的,即在混合过程中,物料在混合的同时,通过粉碎、研磨等机械作用,使被混合物料的粒子不断减小,从而达到均匀分散的目的。
图10-1 混合过程
混合过程中各组分单元分布非均匀性的减小和组分单元的细化,只能通过各组分单元的物理运动或在外力作用下的物理变化来实现。目前认为扩散、对流、剪切三种作用是混合的驱动力。
1.扩散作用扩散作用是利用各组分之间的浓度差,使组分微粒从浓度大的区域向浓度小的区域迁移,从而达到组成的均一。对于气体与气体之间的混合,扩散作用能较快地自发进行。在液体与液体或液体与固体之间,扩散作用也较明显,但在固体物料之间,扩散作用是很小的,只有靠升高温度,增加接触面积,减少料层厚度才能加快扩散作用的进行。(www.xing528.com)
2.对流作用两种或两种以上的物料各自向其他物料占有的空间流动,从而达到组成均一。对流需要借助于外力的作用,通常采用机械搅拌力。要使其组成均一,对流作用必不可少。
3.剪切作用利用机械的剪切力使物料组成达到均一。在这个过程中物料本身的体积没有变化,只是截面变小表面积增大,扩大了物料的分布区域,因而使其进入另外的物料,并占有其空间的机会加大,渗入别的物料块中的能力增加,因此达到了混合的目的。
实际上在混合过程中,扩散、对流、剪切三种作用都是同时进行的,只是在一定条件下,三种作用中的某种占优势而已。但不管哪种作用,除了造成层内流动还应产生层间流动,才能达到最佳的混合效果。
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