Эффект Фарриса

Эффект Фарриса

09.11.2020

Эффект Фарриса — снижение вязкости при смешении двух концентрированных суспензий (см. рис.).

Количественно эффект Фарриса удовлетворительно описывается полуэмпирической формулой:

1 η = 1 − φ 1 ( 1 − 1 η 1 ) 3 + K 2 φ 2 ( 1 − 1 η 2 ) 3 [ φ 1 ( 1 − 1 η 1 ) 3 + K 3 φ 2 ( 1 − 1 η 2 ) 3 ] 2 / 3 {displaystyle {frac {1}{eta }}=1-{frac {varphi _{1}{igl (}1-{ frac {1}{eta _{1}}}{igr )}^{3}+K^{2}varphi _{2}{igl (}1-{ frac {1}{eta _{2}}}{igr )}^{3}}{[varphi _{1}{igl (}1-{ frac {1}{eta _{1}}}{igr )}^{3}+K^{3}varphi _{2}{igl (}1-{ frac {1}{eta _{2}}}{igr )}^{3}]^{2/3}}}} ,

где η {displaystyle eta } — относительная вязкость суспензии (отношение вязкости суспензии к вязкости дисперсионной среды), φ 1 {displaystyle varphi _{1}} и φ 2 {displaystyle varphi _{2}} — объемные доли смешиваемых суспензий ( φ 1 + φ 2 = 1 ) {displaystyle {igl (}varphi _{1}+varphi _{2}=1{igr )}} , η 1 {displaystyle eta _{1}} и η 2 {displaystyle eta _{2}} — их относительные вязкости, K — произвольный параметр, выбираемый ad hoc таким образом, чтобы теоретическая кривая оптимальным образом прошла через экспериментальные точки (см. рис.).

Эта формула выведена из следующих модельных представлений:

— частицы твердой фазы адсорбируют на своей поверхности растворитель, из-за чего их эффективный размер возрастает;

— эти частицы сужают просвет текучего слоя жидкости на величину своего эффективного размера, из-за чего возрастает вязкость суспензии.