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

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.

---

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.