Приложение D (справочное). Модифицированная электроакустическая теория

Приложение D
(справочное)

Модифицированная электроакустическая теория

D.1 Основные положения

Электроакустические методы определения дзета-потенциала применяются для концентрированных дисперсных систем. При этом учитываются гидродинамические и электродинамические взаимодействия между частицами. Для неконцентрированных дисперсных систем применяется теория О'Брайана, которая определяет связь между измеряемым электроакустическим сигналом и динамической электрофоретической подвижностью.

Тем не менее, существует только одна элементарная электроакустическая теория, связывающая электрофоретическую подвижность с дзета-потенциалом, применяемая для концентрированных сред, - это электроакустическая теория О'Брайана в приближении Смолуховского (см. 4.3). Она имеет ограниченный диапазон применения.

D.2 Расширенная электроакустическая теория для звуковой амплитуды

После того как была предложена [25] первая версия электрокинетической теории звуковой амплитуды, в предположении изолированных тонких ДЭС, начали проводиться исследования, экспериментально подтверждающие теорию [26 - 27].

D.3 Расширенная электроакустическая теория для тока колеблющейся дисперсной системы

В предположении изолированных тонких ДЭС в этой теории [6 - 7] применяется ячеечная модель для описания гидродинамического и электродинамического взаимодействий частиц. В ней учитывается поверхностная проводимость и поляризация ДЭС Максвелла-Вагнера.

D.4 Расширенная электроакустическая теория для перекрывающихся ДЭС, коллоидных и неполярных дисперсных систем

Эта теория [22] учитывает перекрывающиеся ДЭС, которые образуются в концентрированных нанодисперсных системах в связи с малым размером частиц и в неполярных дисперсных системах в связи с ДЭС больших размеров.

Данная теория предполагает, что диффузные части двойного слоя отдельных частиц однородно распространяются в межчастичном пространстве. Дисперсная система может быть смоделирована как система заряженных частиц, движущихся в однородном облаке противоположно заряженных ионов. Такая теория называется гомогенным приближением.

Данная аналитическая модель описана формулой (D.1) для динамической электрофоретической подвижности:

(D.1)

где - поверхностная плотность заряда, ;

.

а - радиус частицы, м;

- динамическая вязкость, ;

- коэффициент аэродинамического сопротивления, введенный в соответствии с законом Стокса F = и отражающий гидродинамическое взаимодействие частиц;

- плотность частицы, ;

- плотность дисперсной среды, ;

- плотность среды, ;

- объемная доля частиц;

- частота вращения, .

Это приближение дает возможность прямого измерения электрокинетического заряда в нанодисперсных и неполярных дисперсных системах без использования длины Дебая.