Виды смесителей

   Области применения турбинных  мешалок:

   1) интенсивное перемешивание и  смешивание жидкостей различной  вязкости, которая мажет изменяться в широких пределах мешалки открытого типа до 105 спз, мешалки закрытого.

   2) тонкое диспергирование и быстрое  растворение 

   3) взмучивание осадков в жидкостях,  содержащих 60 % и более твердой фазы (для открытых мешалок - до 60%); допустимые размеры твердых частиц: до 1,5 .мм для открытых мешалок, до 25 .мм для закрытых мешалок.

   Нормализованные турбинные мешалки выпускают  с диаметром турбины 300, 400, 500 и 600 мм. 

     Рисунок 2.5- турбинные мешалки 

     
 
 

     
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   2.4 Специальные мешалки 

   Для перемешивания вязких жидкостей  и пастообразных материалов применяют так называемые якорные мешалки с лопастями, изогнутыми по форме стенок и днища сосуда (рисунок 14). Якорные мешалки очищают стенки аппаратов от налипающего на них материала, благодаря чему улучшается теплообмен, и предотвращаются местные перегревы перемешиваемых веществ.

   Барабанная  мешалка представляет собой лопастной  барабан в виде так называемого беличьего колеса. Мешалки этой конструкции создают большую подъемную силу и потому весьма эффективны при проведении реакций между  газом и жидкостью а также при получении эмульсии, обработке быстро расслаивающихся суспензии и взмучивании тяжёлых осадков. Рекомендуемые условия применения барабанных мешалок: отношение диаметра барабана   к диаметру сосуда от 1: 4 до 1: 6. 

   Рисунок 2.6- Специальные мешалки

     
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   Перемешивание сжатым воздухом 

   Перемешивание маловязких жидкостей иногда производят сжатым воздухом. Таким способом возможно лишь медленное перемешивание при  сравнительно большом расходе энергии; кроме того, как указывалось, перемешивание воздухом может сопровождаться нежелательным окислением или испарением продуктов.

   Обычно  перемешивание сжатым воздухом проводят в аппаратах, снабженных барботером - трубой с отверстиями для выхода воздуха, или в аппаратах, работающих по принципу воздушных подъемников (эрлифтов). В последнем случае жидкость, смешанная с пузырьками воздуха, поднимается по центральной трубе, расположенной по оси аппарата, и опускается в кольцевом пространстве между трубой и стенками аппарата. Таким образом, жидкость циркулирует в аппарате и перемешивается в нем. 
 
 
 
 

   3. Блок-схема процесса  

                                                                        __            

                                                                       H 

                                 __                                                           __

                               X                                                            Y

                                               

   

                                                                      __

                                                                     Z 
 
 

   Контролируемые  нерегулируемые факторы  Х:

   - температура окружающей среды;

   - атмосферное давление;

   - число оборотов мешалки;

   - отношение твердой фазы к жидкой;

   - плотность жидкости;

   - вязкость жидкости;

   - плотность твердой фазы;

   - размеры твердых частиц;

   - размеры аппарата;

   - коррозия деталей;

   - износ деталей;

   - ширина и диаметр лопасти 

   Контролируемые  регулируемые факторы  Н:

   - время перемешивания;

   - скорость подачи суспензии;

   - глубина погружения лопасти;

   - количество жидкости;

   - интенсивность перемешивания;

   - неполное перемешивание; 

   Неконтролируемые  нерегулируемые факторы Z:

   - эксплутационные воздействия;

   - человеческий фактор

   - незначительное измельчение

   - примеси

   - отключение электроэнергии:

   - перепады электроэнергии; 

   Выходы  Y:

   - степень гомогенизации;

   - производительность; 
 

       4. Расчет аппарата 

   Изучить процесс смешения и разработать  смеситель непрерывного действия, в  котором необходимо равномерно суспезировать  твердые частицы в жидкости плотностью Р и вязкостью µ. Наибольший размер твердых частиц d; плотность твердой  фазы Ртв. Диаметр аппарата о; высота жидкости в нем H=D; ширина лопастей b мм; шаг изменения диаметра 100 мм;

   Исходя  из заданной мощности двигателя Р, определить оптимальный диаметр лопаток и число оборотов мешалки. Составить блок-схему алгоритма и программу расчета на ЭВМ. Исходные данные приведены в таблице 4.1: 

   Таблица 4.1 - Исходные данные 

          Таблица 4.2- Данные 

      D, мм          d, мм           b, мм      μ, Н       P, кг/м          P_тв, кг/м³             Р., кВт

        1650             1,5              100        0,03          1830               2350                3 

4.1  Расчет оптимального диаметра лопаток и числа оборотов мешалки. 

   Для расчета определяющего числа  оборотов мешалки находим значение критерия Рейнольдса по формуле: 

R_em=   = C∙ G_A^h∙(  ρ_тв/ ρ )^l (  d_ч / d )^m (  D / d )ⁿ;                              (4.1)

 

Где: G_A=          - критерий Галилея; 

         d_ч- диаметр твердой частицы; 

         Ρ_тв- плотность твердой фазы; 

Значения  коэффициента С и показателей  степеней в уравнении (4.1) приводятся

ниже. 

С= 0,105; k= 0.6; C= 0.8; m= 0.4; n= 1.9;                           (4.2) 

    Для расчета, определяющего числа  оборотов n₀ мешалки находим значения безразмерных величин, входящих в правую часть уравнения (4.1)

 

G_A=  =  = ;

   

  ;   

   R_em=       0.105(3650,3∙10⁷d³)^0.6∙(1,28)^0.8( )^0.4∙( )^1.9=53446,88∙d^-0.5; 

   Рассчитываем  определяющее число оборотов мешалки :

   n₀=  

   

    d=400мм. = 0,4 м. 

   n₀==      = 8.6585 ^об/_сек = 519.51 ^об/_мин. 

   R_em=53446,88∙ 0.4^-0.5= 84506.946 =>С= 0,27 

   f_d= ( )^0.93= 1,345

   f_n= 1; 

   C₁= 0,27∙1,345∙1= 0,363; 

   N_P=0,363∙0.4⁵∙8,6585³∙1830= 4415,559 Вт. 

   N_дв= = 5,887 кВт. 
 

   d= 500мм.= 0,5м. 

     n₀=   = 4,965 _об/с = 297,9 ^об/_мин. 

   R_em= 53446,88∙(0,5)^-0,5= 75585,3 =>С= 0.29; 

   С₁= С∙f₀∙f_n∙f_d;  

   f_n= 1; 

   f_d= ( )^0.93= 1,09268 

   С₁=0.31∙1,09268∙1= 0,33873; 

   N_P= C₁d⁵ n³ρ 

   N_P= 0,33873∙0.5⁵∙4,965³∙1830= 2370,8961 Вт. 

     N_дв=   = 3,161 kВт. 
 

   d= 600мм.= 0,6м. 

     n₀=      = 3,142 ^об/_сек = 188,52 ^об/_мин. 

   R_em= 53446.88∙(0,6)^-0,5= 68999.6014=>С= 0,3; 

   С₁= С∙f₀∙f_n∙f_d ; f_n= 1; 

   f_d= ( )^0.93= 0,922266 

   С₁= = 0,27667 

   N_P= C₁d⁵П³ρ 

   N_P=0,27667∙0,6⁵∙ 3,142³∙1830= 1446,8876Вт. 

   N_дв =   = 1,9292 kВт

       5. Программа расчета 
 

   program turb;

   var r,Rtv,rr,d,dtv,Diam,dd,ddl:real;

   Po,m,Ga,Rem,no,fd,c,cl,N,P:real;

   BEGIN {Ввод данных} Writeln(' Введите дaH~e:');

   Writе('Диаметр аппарата D=');Read(Diam);

   Writе('Диаметр твердых частиц dч=');Rеаd(dtv);

   Writе('Плотность  жидкости p=');Read(r);

   Writе('Плотность  твердой фазы PTB=');Read(Rtv);

   Writе('Вязкость  жидкости m=');Read(m);

   Writе('Мощность двигателя P=');Readln(Po);

   d:=O.l; {Расчет} REPEAT GA:=exp(3*ln(d»*sqr(r)*9.81/sqr(m);

   rr:=rtv/r;

   dd:=dtv/d;

   ddl:=diam/d;

   Rem:=O.25*exp(O.57*ln(Ga))*exp(O.37*ln(rr))* exp(O.33*ln(dd))*exp(1.15*ln(ddl));

   no:=Rem*m/(sqr(d)*r);

   fd:=exp(O.93*ln(ddl/3));

   cl:=1.15*fd;

   N:=cl*exp(5*ln(d))*exp(3*ln(no))*r;

   p:=N*1.2/0.9;