Beak-up of nano-particle agglomerates in a rotor-stator device

• Autorzy: Bałdyga J. , Orciuch W. , Makowski Ł. , Ozcan-Taskin G. , Eagles W. , Padron G.

Warianty tytułu

PL

Rozpad aglomeratów nanocząstek w urządzeniu typu rotor-stator

• Konferencja: Advanced Materials and Technologies, AMT 2007 : XVIII Physical Metallurgy and Materials Science Conference (XVIII; 18-21.06.2007; Warszawa-Jachranka, Polska)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A general model for nano-particle suspension formulation that includes effects of particle breakage on suspension structure and resulting rheology is proposed and applied. The model employs the QMOM population balance to simulate the process of aggregate dispersion in a rotor-stator device. Simulations are performed with the CFD code Fluent supplemented with UDFs for process kinetics, aggregate structure and suspension rheology. A method of application of the population balance equation to describe evolution of be-fractal aggregates has been presented and effects of application of either uniform or erosion daughter distribution compared. Examples of comparison of model predictions with experimental data are presented as well.

PL

W pracy zaproponowano i zastosowano ogólny model rozpadu zbudowanych z nanocząstek aglomeratów; model ten opisuje wpływ rozpadu aglomeratów na strukturę i reologię zawiesiny. Symulację rozpadu aglomeratów w urządzeniu typu rotor-stator przeprowadzono rozwiązując równania bilansu populacji z wykorzystaniem metody kwadratur (QMOM). Do obliczeń wykorzystano pakiet CFD Fluent uzupełniony o definiowane przez użytkownika funkcje opisujące kinetykę rozpadu aglomeratów, strukturę aglomeratów i reologię zawiesiny. Pokazano metodę wykorzystania bilansu populacji do opisu ewolucji populacji aglomeratów bi-fraktalnych, zarówno dla równomiernego jak i erozyjnego rozkładu fragmentów. Pokazano też przykłady porównania wyników modelowania z wynikami doświadczalnymi.

Słowa kluczowe

PL

nanocząsteczki aglomeratów; rozpad aglomeratów; urządzenie typu rotor-stator

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 28, nr 3-4
• Strony: 236--241
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys.

Twórcy

autor

Bałdyga J.

autor

Orciuch W.

autor

Makowski Ł.

autor

Ozcan-Taskin G.

autor

Eagles W.

autor

Padron G.

• Warsaw University of Technology, Faculty of Chemical and Process Engineering, Warsaw, Poland

Bibliografia

• [1] Bałdyga J., Orciuch W., Makowski Ł., Krasiński A., Malski-Brodzicki M. and Malik K., Shear flow of aggregated nano-suspensions - fundamentals and model formulation, in proceedings of the 1st Industrial Processes of Nano and Micro Products, London, UK, 3-4 April, 2007
• [2] Bałdyga J., Krasiński A. and Orciuch W., "Rheological effects in concentrated aggregated suspensions - application of population balance modeling", 12th European Conference on Mixing, Bologna, Italy, 25-27 June, 2006
• [3] Logan B. E., Enviromental Transport Processes, Wiley, New York, 1999
• [4] Gunko V. M., Zarko V. I., Leboda R., Chibowski E., Aqueous suspensions of fumed oxides: particle size distribution and zeta potential, Advances in Colloidal and Interface Science, Vol. 91, (2001) 1-112.
• [5] McGrow R., Description of aerosol dynamics by the quadrature method of moments, Aerosol Science and Technology, Vol. 27, (1997) 255-265.
• [6] Buyevich Yu. A. and Kapbsov S. K., Segregation of a fine suspension in channel flow, J. Non-Newt. Fluid. Mech., Vol. 86, (1999) 157-184.
• [7] Özcan-Taskin G. N., Eagles W., Orciuch W., Makowski Ł. and Bałdyga J., "Breakup of nanoparticle clusters using an in-line rotor-stator", The 2006 Annual Meeting of AIChE, San Francisco, USA, 12-17 November, 2006