ерхні розділу до окремих складових обсягу завантаження [126-131].
Частина загальної кількості елементарних обсягів, яка складається з рівних об'ємів, що містять принаймні один з елементів поверхні, розділу, отриманої при перемішуванні протягом часу визначиться за формулою [123-128, 136-139]
(22)
де R - коефіцієнт пропорційності.
Значення тієї частки загального числа обсягів V, яка складається з обсягів Vo, що містять один з компонентів суміші, визначається за формулою [123-128, 136-139]
(23)
де V - загальний об'єм суміші; Vo - обсяг проб відібраних з суміші.
Таким чином, в тому випадку, коли (Pt) E приймається як кінцеве значення для задовільного результату перемішування, можна отримати шуканий час, вирішуючи щодо рівняння (23) [123-128].
На практиці ефективність змішування оцінюється за коефіцієнтом варіації розподілу ключового компонента в мікрооб'ємах суміші [123-128, 136-139]
(24)
де x - середнє арифметичне спостереження значень величини, тобто середній вміст ключового компонента в пробах; xi - значення випадкової величини в i-ом досвіді; n - число проб.
При цьому для прогнозування оцінки якості змішування застосовують методи статистики.
Процес змішування багатокомпонентної сипучої суміші - це імовірнісний процес, до дослідження якого залучені статистичні методи і теорія ймовірностей. Фішер Ф.К. призводить рівняння дифузійного змішування для горизонтального циліндричного змішувача [123-128]
(25)
де W - щільність розподілу ймовірностей, що має сенс концентрації частинок; D0 і Dz - коефіцієнти осьової і радіальної дифузії; r і z - відстань в радіальному і осьовому напрямках; t - час змішування.
Поздовжнє перемішування частинок підпорядковується наступному закону
(26)
де Dl - коефіцієнт поздовжнього перемішування.
Модель називається двокомпонентної, якщо перемішування відбувається одночасно в поздовжньому і поперечному напрямках
(27)
де r - радіус апарату; Dr - коефіцієнт поперечного перемішування.
Внаслідок різних фізико-механічних властивостей змішування сипучих компонентів супроводжується одночасно процесом протилежним наведеним - сегрегацією готової суміші. Сегрегація - зосередження частинок, що мають близьку характеристику (масу, розмір, форму та ін.), Під дією гравітаційних і інерційних сил. Закінчення процесу змішування необхідно встановлювати в той момент, коли явище сегрегації не почало проявлятися [136-139].
Для кращого уявлення фізичної картини змішування будують графік залежності: коефіцієнта варіації (Vс) від часу змішування (t). Крива, що характеризує процес змішування називається кривої змішування raquo ;. Аналіз кінетики змішування (малюнок 15) показує наявність трьох зон [136-139]:
I зона - зона інтенсивного змішування в результаті зсувних і конвективних процесів;
II зона - зона уповільненої дифузійного змішування;
III зона - прояв процесу сегрегації, що збільшує коефіцієнт варіації.
Причому перші два процеси (сдвиговой і конвективний) на відміну від дифузійного змішування не залежить від характеристики змішуються компонентів. За час змішування компонентів слід приймати те, при якому Vс? min. Враховуючи дану фізичну картину змішування необхідно розрізняти два головних параметра - качес?? во процесу і тривалість операції до досягнення заданої якості [136-139].
Малюнок 15 - Крива кінетики змішування сипучих компонентів в суміші
Таким чином, в існуючих змішувачах змішування здійснюється за принципом випадкового процесу з очікуванням ймовірності успішного результату, що є істотним недоліком існуючих конструкцій змішувачів.
. 3 Теоретичні основи процесу екструдування полізлаковой суміші
Екструдування - механічний процес, що використовує статистичні режими впливу, так і динамічний ефект тиску, температур, осмосу і т.д. В основі процесу екструдування є два процесу - механохімічна деструкція raquo ;, спостережувана на всіх етапах процесу, і вибух або декомпресійний шок raquo ;, що відбувається на виході продукту з матричної зони екструдера [136-139].
На практиці для опису течії сипучого матеріалу в процесі екструзії частіше застосовується статечне рівняння Оствальда-де Віля.
(28)
де?- Напруга зсуву в матеріалі;- Коефіцієнт консистенції матеріалу; ?- Швидкість зсуву; n - індекс течії.
Степенній закон набув широкого поширення для вираження перебігу різних неньютоновскіх матеріалів [157...
