Перемешивание жидкостей. Основные типы мешалок.

 

Для перемешивания жидких сред используют несколько спосо­бов: пневматический, циркуляционный, статический и механиче­ский с помощью мешалок.

Пневматическое перемешивание осуществляют с помощью сжа­того газа (в большинстве случаев воздуха), пропускаемого через слой перемешиваемой жидкости. Для равномерного распределения газа в слое жидкости газ подается в смеситель через барботер. Барботер представляет собой ряд перфорированных труб, расположен­ных у днища смесителя по окружности или спирали.

В ряде случаев перемешивание осуществляется с помощью эжек­торов.

Интенсивность перемешивания определяется количеством газа, пропускаемого в единицу времени через единицу свободной поверх­ности жидкости в смесителе.

Циркуляционное перемешивание осуществляют с помощью насоса, перекачивающего жидкость по замкнутой системе смеси­тель — насос — смеситель.

В ряде слу­чаев вместо насосов могут применяться паровые эжекторы.

Статическое смешивание жидкостей невысокой вязкости, а также газа с жидкостью осуществляется в статических смесителях за счет кинетической энергии жидкостей или газов.

Статические смесители устанавливают в трубопроводах перед реактором или другой аппаратурой или непосредственно в реак­ционном аппарате.

Простейшими статическими смесителями являются устройства с винтовыми вставками различной конструкции. Статические смесители используют также при получении эмуль­сий.

Механическое перемешивание используют для интенсификации гидромеханических процессов (диспергирования), тепло- и массооб-менных, биохимических процессов в системах жидкость — жид­кость, газ — жидкость и газ — жидкость — твердое тело. Осущест­вляют его с помощью различных перемешивающих устройств — мешалок. Мешалка представляет собой комбинацию лопастей, насаженных на вращающийся вал.

Все перемешивающие устройства, можно разделить на две группы: в первую группу входят лопастные, турбинные и пропеллерные, во вторую — спе­циальные — винтовые, шнековые, ленточные, рамные, ножевые и другие.

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ МЕШАЛОК.

Расчет выполняют в следующем порядке.

1. В зависимости от назначения процесса перемешивания, вязкости среды (m) и ее фазового состояния выбирают тип перемешивающего устройства и его окружную скорость w (м/с).

2. Зная диаметр аппарата D, определяют диаметр мешалки dм.

3. По типу и диаметру dм перемешивающего устройства определяют частоту вращения n(об/с) по таблицам.

4. Определяют мощность (Вт), необходимую для перемешивания

ПСЕВДООЖИЖЕНИЕ ТВЕРДОГО МАТЕРИАЛА. ПРИНЦИПЫ.

ПСЕВДООЖИЖЕНИЕ

. Псевдоожижение — процесс приведения твердого зернистого материала в состояние, при котором его свойства приближаются к свойствам жидкости. Псевдоожиженные системы способны принимать форму аппарата (емкости), перемещаться по трубопроводу, выталкивать тела меньшей плотности, обладают свойствами вязкости и текучести. Режим псевдоожижения (режим «кипящего слоя») достигается при таком состоянии системы, когда вес зернистого материала, приходящийся на единицу площади сечения аппарата, уравновешивается силой гидравлического сопротивления слоя.

Некоторые основные понятия. Типы и способы создания псевдоожиженных систем. Простейшую псевдоожиженную систему создают в заполненном слоем зернистого материала вертикальном аппарате, через днище которого равномерно по сечению вводят инертный ожижающий агент (газ или жидкость). При его небольшой скорости W зернистый слой неподвижен; с ее увеличением высота слоя начинает возрастать (слой расширяется). Когда W достигает критического значения, при котором сила гидравлического сопротивления слоя восходящему потоку ожижающего агента становится равной весу твердых частиц, слой приобретает текучесть и переходит в псевдоожиженное состояние.

 

РЕЖИМЫ ПСЕВДООЖИЖЕНИЯ.

Первый режим представляет собой обычный режим осаждения или всплытия частиц. Второй режим следует назвать режимом движения во взвешенном состоянии или взвешенном слое. Частным случаем такого режима при 1 до = 0 является хорошо известный псевдоожиженный (взвешенный) слой.

Если концентрация частиц возрастет до значения в точке Я, то дальнейшее ее повышение приведет к кризису: из однородной разбавленной взвеси образуется поршневой слой. Концентрация твердых частиц в точке Н, соответствующая однородной разбавленной псевдоожиженной системе, обычно не превышает 160 кг/м. В диапазоне концентраций, ограниченном точками В ш Н, наблюдается поршневой режим псевдоожижения.