2016年6月20
从密集的水悬浮液是一个长期和复杂的工业的挑战时,一个特别重要的造纸废水处理。
但是现在,一组研究人员的工作从英属哥伦比亚大学和剑桥大学提供洞察过程和产品开发为天然纤维悬浮液。
集团报告在物理上的液体,从每年出版,他们发现,悬浮体的微观结构有显著影响的宏观行为悬挂在压缩。换句话说,悬挂的方式响应大压应力敏感地依赖于精确的本构行为——悬浮液的流变学和渗透率。
这项工作所涉及的理论模型描述了混合或暂停使用两阶段的动力学理论。
“这配方描述流体相的耦合动力学和固体(纤维)规模连续阶段,远远大于个体大小的纤维,”解释邓肯•休伊特研究员,冈维尔与凯斯学院学院应用数学和理论物理系,剑桥大学。
集团的模型描述固体部分的进化,这是“纤维的相对分数流体在一个特定的位置,”他补充道。“这配方是建立相对较好,最复杂的部分建模是流变的描述固相(固相传递的方式和应对压力)。”
模型测试,该集团重新创建一个著名实验了达西,来确定本构行为的纤维悬浮液通过模仿传统的法国的咖啡机。
“使用这些设备,我们可以测量所有的实证关系所需的两阶段模型,”休伊特说。“然后我们测试模型在工业相关,但不是广泛研究,使用法国媒体几何条件的快速压缩。”
小组发现尼龙纤维的行为根据快速单向压缩协议模型。
“纤维压缩活塞附近建立,导致所需的负载增加,”休伊特说。“但对于纤维素纤维,当地固态粒度更均匀。纤维分布更均匀,而不是堵塞在透水活塞附近,我们的模型预测。”
应用程序而言,“这是一个蓬勃发展的经济,通常称为“生物经济,”根据发展中引人注目的新产品从纤维素或植物的成分,”休伊特解释道。”,由纤维素的生物材料,如纳米欧洲杯足球竞彩或微晶体纤维素,是取代大量的最前沿油基塑料与天然的。”
纤维悬浮液是极其多才多艺的,还可以用于许多其他应用程序,包括流变学修改、化妆品、保健品。“这个不断增长的核心产业,以及传统造纸,除去水,”他说。“我们的工作可以帮助设计、扩大经营的最至关重要的单元操作之一,在这个过程。也是相关的矿业和污水处理、悬浮液和污泥的脱水是一个关键的过程。”
接下来呢?集团继续他们的工作与一个工业赞助”来帮助开发仿真工具用于工业机械的设计,”休伊特说。“最紧迫的物理问题我们将探讨这种悬浮液的方式传播剪切——而不是压缩压力。”
来源:http://www.aip.org