Общая характеристика процессов перемешивания в жидких средах

 

Перемешивание - гидромеханический процесс взаимного перемещения частиц в жидкой среде с целью их равномерного распределения во всем объеме под действием импульса, передаваемого среде мешалкой, струей жидкости или газа.

 

Цели перемешивания

¨ Создание суспензий - обеспечение равномерного распределения твердых частиц в объеме жидкости;

¨ Образование эмульсий, аэрация - равномерное распределение и дробление до заданных размеров частиц жидкости в жидкости или газа в жидкости;

¨ Интенсификация нагревания или охлаждения орабатываемых масс;

¨ Интенсификация массообмена в перемешиваемой системе (растворение, выщелачивание).

 

Основные схемы перемешивания.

Рис.1.

§ Механическое - перемешивание мешалками, вращающимися в аппарате с перемешиваемой средой.

§ Барботажное - перемешивание путем пропускания через жидкую среду потока воздуха или газа, раздробленного на мелкие пузырьки, которые, поднимаясь в слое жидкости под действием Архимедовой силы, интенсивно перемешивают жидкость.

§ Циркуляционное перемешивание - перемешивание, осуществляемое путем создания многократных циркуляционных потоков в аппарате с помощью насоса.

 

Объект управления

 

Объект управления - емкость с мешалкой, аппарат непрерывного действия, в котором смешиваются две жидкости А (с концентрацией целевого компонента Са) и Б (с концентрацией целевого компонента Сб) для получения гомогенизированного раствора с заданной концентрацией целевого компонента Ссм.

 

 

Схема объекта управления.

 

Рис.1.1

 

 

Показатель эффективности процесса - концентрация целевого компонента в гомогенизированном растворе (смеси) - Ссм.

 

Цель управления процессом - обеспечение заданной концентрации смеси при эффективном и интенсивном перемешивании.

 

Эффективность перемешивания обеспечивается выбором параметров аппарата, перемешивающего устройства, числа оборотов мешалки, обеспечивающих равномерность концентрации смеси в аппарате с заданной интенсивностью (т.е. за заданное время).

Однако в реальных условиях технологические объекты подвержены действию внешних и внутренних возмущений, которые приводят к отклонению технологических режимов работы от расчетных.

 

Задача разработки системы автоматизации обеспечить в условиях действия внешних и внутренних возмущений в процессе эффективное и интенсивное его функционирование с требуемыми характеристиками качества.