Эффект Фарриса

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

Зависимость вязкости от соотношения объемов смешиваемых суспензий. Точки — эксперимент, кривая — формула.

Количественно эффект Фарриса удовлетворительно описывается полуэмпирической формулой:

${\frac {1}{\eta }}=1-{\frac {\varphi _{1}{\bigl (}1-{\tfrac {1}{\eta _{1}}}{\bigr )}^{3}+K^{2}\varphi _{2}{\bigl (}1-{\tfrac {1}{\eta _{2}}}{\bigr )}^{3}}{[\varphi _{1}{\bigl (}1-{\tfrac {1}{\eta _{1}}}{\bigr )}^{3}+K^{3}\varphi _{2}{\bigl (}1-{\tfrac {1}{\eta _{2}}}{\bigr )}^{3}]^{2/3}}}$,

где $\eta$ — относительная вязкость суспензии (отношение вязкости суспензии к вязкости дисперсионной среды), $\varphi _{1}$ и $\varphi _{2}$ — объемные доли смешиваемых суспензий ${\bigl (}\varphi _{1}+\varphi _{2}=1{\bigr )}$, $\eta _{1}$ и $\eta _{2}$ — 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.

Литература

• Левинский А. И. Вязкость суспензий: формула Кригера-Догерти и эффект Фарриса. // Известия ВУЗов. Химия и хим. технология, 2005, т.48 № 12, с. 22-25.