7(其通过引用并入本文）中所陈述的那样，动力混合颗粒影响流体流动。具体 地讲，所述颗粒的优选尺寸范围为约500nm_l μπι，且更特别为1 μπι-30 μπι，但是在所限定 范围内的所有子范围也被视为对促进动力混合有效。
[0118] 通常，当将颗粒加入到流体中时，例如当将金属颗粒加入到流体以增加传导率时， 流体变得更粘稠，这增加了流动流体的边界层的尺寸。因此，传热中的增益趋向于被抵消。 然而，当加入具有下述特性的动力混合颗粒时，在边界层处促进了增加的混合，从而促进从 边界层到流体的主体的传热。增加的混合和分散的实例在下文中讨论。
[0119] 如图7和图8所阐述的，在粘性材料诸如热塑性塑料中在高剪切混合环境下引入 动力混合颗粒产生优异的分散能力。
[0120] 图7示出了在两个样品中具有相同颜料负载量的硬质PVC。可以清楚地看到其中 含有动力边界层混合颗粒的左侧样品表现出改进的分散。
[0121] 图8示出了在两个样品中具有相同颜料负载量的聚碳酸酯。可以清楚地看到其中 含有动力边界层混合颗粒的右侧样品表现出更好的分散。
[0122] 图7和图8阐述了动力边界层混合颗粒与分散相关的益处。改进的分散性质允许 基础材料含有较少的添加剂，因为动力混合颗粒的存在较好地分配（disburse) 了添加剂， 由此产生添加剂的相同有益性质。
[0123] 异质材料的混合和共混 图9示出了具有ABS斑点的硬质PVC。这两种材料即使在高剪切条件下也不会在化学 上混合或共混在一起。
[0124] 图10示出了加入动力边界层混合颗粒对难以混合的异质材料的影响。在挤出机 中，将PVC与ABS混合在一起，其引起ABS像黑色颜料一样起作用。
[0125] 通常，聚合物中的添加剂用以促进耐受性。然而，在阻燃剂、填料、消泡剂、表面张 力改性剂和杀生物剂等情形下，填料常对聚合物具有负面影响，其贯穿于交联聚合物体系 产生疲劳。动力混合颗粒的加入不止在于改进混合。动力混合颗粒的加入在机械上减小了 添加剂的尺寸，这在聚合物基质中产生较好的相互作用。因此，通过减小添加剂的尺寸并改 进分散，可以减少添加剂的量。该均质混合特性通过减少产生所需结果所需要的添加剂的 量来增加聚合物的交联强度。
[0126] 在反应性双组分泡沫体中，动力混合颗粒的加入将帮助混合液-液界面，这促进 贯穿于聚合物的更好的交联。动力混合颗粒的加入将另外改进粘合强度且赋予更好的流动 性质。
[0127] 一些颗粒可能会改变其物理尺寸，即，破碎同时仍保持先前提到的为促进动力边 界层混合所需的动态表面特性。例如，可能太大的颗粒可被扫出边界层并进入主流体流动 中，其中颗粒可经历因高压和流体湍流引起的压裂。压裂将减小颗粒的尺寸。分散后，适当 尺寸的颗粒将因为流体动力学朝边界层移动，其中颗粒将与边界层的粘性或胶状区接触， 以促进动力边界层混合。与该实例相结合，颗粒分选（sizing)，即压裂，也可能发生于对抗 由流体冲击压力引起的机械表面的边界层中。由于该极端的力，在正常工艺条件过程中经 历高剪切的边界层动力混合颗粒可自成型。这种自成型将获得起始几何表面特性的微定 制，这将增强专用化的三维表面特性，以促进边界层中的翻滚或滚动。
[0128] 填料颗粒应被制成相对于所述边界层区域成比例的尺寸。该尺寸通常被任意定义 为其中^0. 99游]点。因此，颗粒的理论起始直径为垂直于其中^0. 99游]表面测量的高 度。存在多个增加当计算与边界区中的动力混合相关联的参数时的难度的因素： 1.填料的负载量，其产生改性的边界层相互作用。
[0129] 2.穿过壁的传热，其产生粘度差异。
[0130] 3.因螺旋搅动引起的剪切作用和不断增加的压缩。
[0131] 4.化学反应，其中材料改变了物理性质诸如粘度、密度等。
[0132] 与混合相关的动力学是加工工业中最复杂的机械化学相互作用之一。颗粒尺寸将 根据产品而变化，并且可能需要或不需要优化。
[0133] 化学工业中已产生了用于计算流体流动性质的均相液体和边界层相对厚度的试 验方法和表格。这些测试方法和表格可用于选择机械设备和传热性质。分布假设可被用作 颗粒尺寸的起始点，从而使得颗粒将在边界层中起到增加混合的作用。取决于此的表面相 互作用的颗粒特性选自六个类别，颗粒的起始尺寸将具有为〇. 1-100 %的u=0. 99U时的计 算值、最优选〇. 3-30%的u=0. 99U时的计算值的相对直径。
[0134] 用于边界层中的动力混合的固体颗粒，即动力边界层混合材料或动力混合材料， 优选具有以下特性： ?颗粒应该具有允许颗粒沿边界层表面滚动或翻滚的物理几何特性。
[0135] ?颗粒应该具有足以与零速区或非滑移流体表面相互作用的表面粗糙度，以促进 动摩擦而不是静摩擦。颗粒的混合效率随表面粗糙度而增加。
[0136] ?颗粒应该硬至足以使得流体围绕颗粒变形，以用于经由颗粒的翻滚或滚动效应 促进动力混合。
[0137] ?颗粒应被制成与正使用的流体的边界层成比例的尺寸，以使得颗粒由于动力滚 动摩擦而滚动或翻滚。
[0138] ?颗粒不应该太小。如果颗粒太小，则颗粒将被困在边界层中且将丧失翻滚或滚 动的能力，这将增加摩擦力且促进在边界层的整个接触区中的机械磨损。
[0139] ?颗粒不应该太大。如果颗粒太大，则颗粒将被扫入本体流体流动中且对动力边 界层混合具有极小（如果还有的话）的影响。颗粒应该具有尺寸和表面特性诸如粗糙和/ 或锐利的叶片样特性，以能够在混合过程中自本体流体重新接入边界层中。
[0140] ?颗粒应当按比例制成保持悬浮状态并且在延长的时间长度后不从流体沉降的 尺寸。
[0141] ?基于流体或气体粘度，颗粒可以是具有300 μm-lnm的尺寸的实心或多孔材料、 人造或天然存在的矿物和或岩石。
[0142] 动力混合颗粒产牛增加的流动 如本申请人的名为"Hydraulic Fracturing"的专利申请2011/0272156 (其通过引用 并入本文）中所陈述的那样，加入动力混合颗粒导致低粘度流体的增加的流动。
[0143] 试验结果表明，流体的粘度越低，边界层越薄。
[0144] 例如，采用相同的流体在浓度为0. 5%和1%的本发明的20-微米的动力混合颗粒 下进行测试。该流体具有33. 5cP的粘度（这非常接近水），其在物理性质上与大部分冷却 剂都是等同的。结果可以从图11的图表看出，当加入颗粒时其表示出较低的流动流体的压 降。图11示出了存在对流动速率的一致、线性的改进，其归因于通过加入动力边界层混合 颗粒获得了更好的聚合物溶液的混合。
[0145] 如本申请人的名为"Structurally Enhanced Plastics with Filler Reinforce ments"的美国专利申请公开第2010/0093922号中所陈述的那样，加入动力混合颗粒导致 高粘度流体的增加的流体流动。该申请通过引用并入本文。
[0146] 特别地，图12示出了将钠钾铝硅酸盐添加剂加入到热塑性混合物导致增加的流 动。图13示出了将珍珠岩以8% -33%的量加入到热塑性混合物，其中，高百分数的珍珠岩 导致增加的流动。
[0147] 选择高百分数的珍珠岩的原因是为了消除此材料只是一种填料的可能性。与边界 层相互作用的三维刀片颗粒的边缘效应即使在33wt%下仍显示出高于基材19%的改进。 该材料的生产量本来可以更高，但是挤出机的rpm限制为45,而且材料为手动进料，这就是 我们为什么相信在25%下是因为首次送入这样的轻质材料的难度导致生产量下降，但当我 们达到33wt%时，我们已经解决了该问题。
[0148] 图14示出了将木材成分和2%的珍珠岩的添加剂加入到热塑性混合物增加了生 产量。
[0149] 该试验被选择的原因是因为将轻质的天然有机填料装载到有机石油基材料中增 加了不良混合的边缘效应。因为rpm均处于最大值，所以在直到74wt%之前未达到最大生 产量（在52wt %、59wt %、64wt %和69wt % )，在74wt %时rpm必须被降至30rpm，以防止边 缘效应。可压缩纤维在挤出过程中起到沿边界层清扫的扫帚的作用。木材纤维是可压缩的 填料，其密度为0. 4g/cm3-l. 2g/cm3,在抵靠壁挤出之后其具有在边界层中封装这些硬质颗 粒和永久性地除去它们的能力。三维的颗粒形状效应用允许这种材料切割软材料而不被嵌 入木材纤维中的叶片将它们保持在边界层中，使得即使当木纤维正在挤出过程中经历压缩 时它们也不会被卷走。
[0150] 通过将边界层阻力的滞止膜系数转化为阻力的动力系数，加入本申请人的颗粒增 加了气体和流体的流动。这在当今的传热流体中是重要的，在当今的传热流体中的趋势是 引入纳米颗粒以增加热传导率，其由此提高了粘度和边界层效应，这降低了速度和传热效 率。因此，这些负面影响可通过使用本申请人的高度专用化的颗粒来克服。
[0151] 颗粒的物理几何形状 颗粒形状可以是球形、三角形、菱形、正方形等，但半扁平或扁平的颗粒不太合乎需要， 因为它们无法较好地翻滚。半扁平或扁平颗粒无法较好地翻滚是因为扁平颗粒的截面表面 积对施加到其小厚度的流体摩擦具有很小的阻力。然而，因为需要以混合形式的搅动，所以 笨拙形式的翻滚是有益的，因为笨拙的翻滚在边界层产生动态无规形成的混合区。无规混 合区类似于通过利用很少的混合叶片操作的大型混合叶片产生的混合区。一些叶片快速转 动，而一些叶片缓慢转动，但是结果在于这些叶片全都混合。在具有较少非弹性性质的粘性 更大的流体中，通过颗粒进行的动力混合将由于颗粒表面粗糙度且由于颗粒的锐利边缘而 产生切割和研磨效应。
[0152] 具有极其光滑的表面的球形颗粒由于以下原因而不理想。首先，表面粗糙度增加 了颗粒与流体之间的摩擦，这增加了颗粒保持与粘性区和/或非滑移区接触的能力。相比 之下，诸如可在球体中发现的光滑表面由于不良的表面粘附而限制了与粘性层的接触。其 次，表面粗糙度直接影响颗粒经由翻滚和/或滚动诱发混合的能力，而光滑表面不会这样。 第三，具有光滑表面的球形容易沿边界层滚动，这可促进润滑效应。然而，具有表面粗糙度 的球形颗粒帮助促进边界层的动态混合以及促进润滑效应，特别是在低粘度流体和气体的 情况下。
[0153] I型颗粒 I型颗粒嵌入边界层深处以在边界层中和在混合区中均产生泡沫体构成流体的优异动 力混合。I型颗粒提高化学添加剂和矿物添