悬浮固体

悬浮液是固体和液体的非均相混合物。悬浮固体是分散在流体中的固体颗粒。通过流动或布朗运动，颗粒可以保持悬浮状态。 

颗粒尺寸从几纳米到几毫米不等。大多数情况下，固体的密度高于液体。在静止状态下：颗粒越小，保持悬浮的时间就越长。它们沉降缓慢。相比之下，较大的颗粒沉降得更快。固体浓度会影响粘度、密度以及热量和质量传递。

在搅拌技术中，常使用关联式来描述“悬浮形式的固体”，例如用于计算完全悬浮的最低转速或固体浓度。一个核心方法是用于计算搅拌工具最低转速的 Zwietering 关联式。此时，底部不再有颗粒沉积。

N_js = S · g^0,45 · (ρ_s −ρ_L)^0,45 · d_p^0,13 · X^0,13 ·ρ_L^−0,85 ·μ_L^0,20

• N_js = 完全悬浮的最低转速 (s⁻¹ 或 min⁻¹)
• S = 经验几何因子（取决于搅拌器类型、容器、内件）
• g = 重力加速度
• ρ_s = 固体颗粒密度
• ρ_L = 液体密度
• d_p = 颗粒直径
• X = 固体质量分数（或体积分数，取决于关联式形式）
• μ_L = 液体的动力粘度

悬浮液的有效密度：

ρ_mix = (1 − φ_s) · ρ_L + φ_s · ρ_s

• φ_s = 固体体积分数

高浓度悬浮液的有效粘度（示例方法）：

η_eff = η_L · (1 − φ_s / φ_max)^−[α]

• η_eff: 悬浮液的有效（表观）粘度
• η_L: 液相粘度（不含固体的纯流体）
• φ_s: 悬浮液中固体颗粒的体积分数 (0…1)
• φ_max: 最大堆积固体体积分数（此时系统发生“堵塞”或变得非常粘稠；取决于颗粒形状和分布）
• α: 经验指数（无量纲），描述粘度随 φ_s 增加而增加的程度；通常根据测量数据通过拟合确定

悬浮固体出现在化学、食品、制药和环境工程中。示例包括浆料、晶体悬浮液、防晒霜、颜料分散体和废水。