Перемешивание механическими мешалками
Наиболее широко в химической промышленности используется перемешивание механическими мешалками, которые совершают или вращательное, или возвратно-поступательное движение. При этом тело обтекается потоком жидкости (внешняя задача гидродинамики).
Для расчета мощности мешалок используют критериальное уравнение:
, в котором критерии подобия заменяются модифицированными критериями для процесса перемешивания. Так вместо линейной скорости жидкости 
, где n – число оборотов мешалки в минуту, подставляется пропорциональная величина: 
, за определяющий линейный размер принимается диаметр мешалки d. Тогда модифицированные критерии:
Мешалка подобно насосу создает поток жидкости с сечением S и скоростью ωокр. Поэтому полезная мощность 
.
.
KN – критерий мощности; ∆р – перепад давления перед лопастью и за ней.
.
На основании опытов построены графики 
:
|
По предварительно выбранным параметрам мешалки определяют Euм:
.
Для выбранного типа мешалки по EUм находят Reм (по графику). Затем вычисляют число оборотов мешалки:
.
При вращении мешалки жидкость может двигаться радиально (вдоль радиуса вращения), тангенциально (по касательной к окружности, описываемой концом мешалки) и в осевомнаправлении вдоль оси вала.
Применяются лопастные, пропеллерные, турбинные и специальные мешалки. Лопастные мешалки имеют 2 или более прямоугольные лопасти
| | ||
| Лопастная мешалка: 1 – вал, 2 – лопасти. |
Достоинства – простота и дешевизна. Недостаток – слабое осевое перемешивание.
Разновидности лопастных – якорные, рамные, листовые мешалки.
Для более интенсивного перемешивания применяются быстроходные (n = 40 об/с) пропеллерные мешалки. Они обеспечивают преимущественно осевые потоки. Используются для маловязких смесей. Достоинство – высокая интенсивность. Недостатки – сложность изготовления и дороговизна.
Турбинные мешалки также быстроходны (n = 2-5 об/с). Они имеют 4-12 вертикальных прямоугольных лопастей, радиально закрепленных на горизонтальном диске. Если лопасти закрыты, то турбинная мешалка аналогична колесу центробежного насоса с двусторонним всасыванием жидкости. Турбинные мешалки создают преимущественно радиальные потоки и обеспечивают интенсивное перемешивание в большом интервале вязкостей. Лопасти турбинных мешалок могут быть также наклонные или криволинейные.
Недостаток – сложность изготовления мешалки.
Для высоковязких жидкостей – шнековые или ленточные мешалки.
Ограниченно применяются барабанные, дисковые и вибрационные мешалки.
Дата добавления: 2015-01-19; просмотров: 1503;