تنش برشی یکی از مفاهیم کلیدی در مکانیک سیالات است. Shear stress به نیرویی اطلاق می‌شود که به طور موازی به سطح یک سیال وارد شده و تمایل به "برش" یا لغزش لایه‌های سیال نسبت به یکدیگر را بوجود می آورد. مفهوم تنش برشی در بسیاری از فرآیندهای صنعتی از جمله اختلاط، پمپاژ و امولسیون سازی اهمیت دارد.
در هموژنایزر روتور استاتور، تنش برشی نقش اساسی در فرآیند اختلاط دارد. این نوع هوموژنایزر، از یک روتور دوار و یک استاتور ثابت تشکیل شده است. با چرخش روتور با سرعت بالا، سیال بین پره‌های روتور و استاتور کشیده و تحت تنش برشی شدید قرار می‌گیرد.
علاوه بر تنش برشی، برخورد و کاویتاسیون هم در فرآیند ریز شدن و همگن شدن ذرات تاثیر می گذارد.
کاهش اندازه ذرات: تنش برشی شدید می‌تواند ذرات بزرگ را به ذرات کوچکتر شکسته و پراکنده کند. این امر برای ایجاد امولسیون‌ها و سوسپانسیون‌های پایدار، که در صنایع مختلفی مانند مواد غذایی، دارویی و آرایشی کاربرد دارند، ضروری است.
افزایش سطح تماس: با کاهش اندازه ذرات، سطح تماس بین ذرات و فاز پیوسته افزایش می‌یابد. این امر به نوبه خود منجر به بهبود انتقال جرم و سرعت واکنش می‌شود.
یکنواخت شدن مخلوط: تنش برشی می‌تواند به توزیع یکنواخت ذرات در سراسر سیال کمک کند و از جداسازی یا ته نشینی آنها جلوگیری کند.
مقدار Shear stress در هموژنایزرهای روتور استاتور به عوامل مختلفی از جمله هندسه دستگاه، سرعت روتور، ویسکوزیته سیال، نوع جریان و فاصله بین روتور و استاتور بستگی دارد.
یکی از فرمول‌های رایج برای محاسبه تنش برشی متوسط در یک هموژنایزر روتور استاتور، فرمول Navier-Stokes است:
τ = η * (∂v/∂r)
در این فرمول:
τ: تنش برشی (بر حسب پاسکال)
η: ویسکوزیته دینامیکی سیال (بر حسب سانتی پواز)
∂v/∂r: گرادیان سرعت سیال در جهت شعاعی (متر بر ثانیه)
علاوه بر این، از مدل‌های CFD (Computational Fluid Dynamics) نیز می‌توان برای شبیه سازی جریان سیال در داخل هموژنایزر و محاسبه تنش برشی در نقاط مختلف استفاده کرد.
انتخاب میکسر برای یک کاربرد خاص به عوامل مختلفی از جمله نوع سیال، اندازه ذرات، ویسکوزیته و درجه همگن سازی مورد نظر بستگی دارد.
در نهایت، تنش برشی در سیالات و نقش آن در هموژنایزر روتور استاتور یک مفهوم کلیدی در علم و مهندسی است. درک این مفهوم برای طراحی و عملکرد صحیح هموژنایزرها و دستیابی به نتایج مطلوب در فرآیندهای اختلاط، پمپاژ و امولسیون سازی ضروری است.
ما در آرامیکس با اتکا به دانش فنی و پشتوانه علمی متخصصان این شرکت با انجام شبیه سازی و طراحی بهینه اقدام به مشاوره دقیق و طراحی و تولید هموژنایزر مناسب جهت ارائه مناسب ترین دستگاه و بهینه ترین شرایط عملکردی متناسب با نیاز شما، می نماید.
برای کسب اطلاعات بیشتر و مشاوره در مورد انتخاب میکسر هموژنایزر با واحد مهندسی فروش ما تماس بگیرید.
09122786723
02166129745
02166561974
