Класифікація робочих органів діссольверов ("мішалок")
2006-11-27 15:17:35
Лопатевими мішалками називаються пристрої, що складаються з двох або більшої кількості лопатей прямокутного перерізу, закріплених на обертовому вертикальному або похилому валу. До лопатевим мішалка відносяться також і деякі мішалки спеціального призначення: якірні, рамні і листові. Основні переваги лопатевих мішалок – простота пристрою, невисока вартість виготовлення. До недоліків мішалок цього типу слід віднести низьке насосне дію (слабкий осьовий потік не забезпечує повне перемішування у всьому обсязі апарата). Внаслідок незначності осьового потоку лопатеві мішалки перемішують тільки ті шари рідини, які знаходяться в безпосередній близькості від лопатей мішалки. Розвиток турбулентності в обсязі перемішуємо рідини відбувається повільно, циркуляція рідини невелика. Тому лопатеві мішалки застосовують для перемішування низьков'язких рідин. З метою збільшення турбулентності середовища при перемішуванні лопатевими мішалками в апаратах з великим відношенням висоти до діаметра використовують багаторядні двухлопастні мішалки з установкою на валу декількох рядів мішалок, повернених один щодо одного на 90 °. Відстань між окремими рядами вибирають в межах 0,3-0,8 d де d-діаметр мішалки, залежно від в'язкості перемішуємо середовища. Для перемішування низьков'язких рідин, а також для перемішування в апаратах, що обігріваються за допомогою сорочки або внутрішніх змійовиків, у тих випадках, коли можливе випадання осаду або забруднення теплопередающей поверхні, застосовують якірні або рамні мішалки. Вони мають форму, відповідну внутрішню форму апарату, і діаметр, близький до внутрішнього діаметру апарата або змійовика. При обертанні ці мішалки очищають стінки й дно апарата від налипають забруднень. Листові мішалки мають лопати більшої ширини, ніж у лопатевих мішалок, і відносяться до мішалка, що забезпечує тангенціальне протягом перемішуємо середовища. Крім чисто тангенціального потоку, який є переважаючим, верхні і нижні кромки мішалки створюють вихрові потоки, подібні тим, які виникають при обтіканні рідиною плоскої пластини з гострими краями Листові мішалки застосовують для перемішування маловязких рідин (в'язкістю менше 50 мн-сек/м2) та інтенсифікації процесів теплообміну, при проведенні хімічних реакцій в об'ємі і розчиненні. Для процесів розчинення використовують листові мішалки з отворами в лопатях. При обертанні такої мішалки на виході з отворів утворюються струмені, що сприяють розчиненню твердих матеріалів. Основні розміри лопатевих мішалок змінюються залежно від в'язкості середовища. Зазвичай для лопатевих мішалок приймають наступні співвідношення розмірів: діаметр мішалки d == (0,66-0,9) D (D – внутрішній діаметр апарата), ширина лопати мішалки Ь = (0,1-0,2) D, висота рівня рідини в посудині Н = (0,8-1,3) D, відстань від мішалки до дна посудини has: 0,3 D. Для листових мішалок d = (0,3-0,5) D, Ь = (0,5-1,0) D, h = (0,2-0,5) D. Пропелерні мішалки. Використовуються для виробництва лугів, кислот, реактивів, соків, напоїв. Робочою частиною пропеллерной мішалки є пропелер пристрій з декількома фасонними лопатами, вигнутими по профілі гребного гвинта. Найбільшого поширення набули трилопатеві пропелери. На валу мішалки, який може бути розташований вертикально, горизонтально або похило (залежно від висоти шару рідини) встановлюють один або кілька пропелерів. Внаслідок більш обтічної форми пропелерні мішалки при однаковому числі Рейнольдса споживають меншу потужність, ніж мішалки інших типів. Пропелерні мішалки відрізняються складністю конструкції й порівняно високою вартістю виготовлення. Їх ефективність сильно залежить від форми апарату і розташування в ньому мішалки. Пропелерні мішалки слід застосовувати в циліндричних апаратах з опуклими днищами. При установці їх у прямокутних баках або апаратах з плоскими або увігнутими днищами інтенсивність перемішування падає внаслідок утворення застійних зон. Для поліпшення перемішування більших обсягів рідин й організації спрямованого течії рідини в судинах встановлюють напрямний апарат, або дифузор. Дифузор являє собою короткий циліндричний або конічний склянку, усередині якого поміщають мішалку. При великих швидкостях обертання мішалки під час відсутності дифузора в апараті встановлюють відбивні перегородки. Пропелерні мішалки застосовують для перемішування рідин в'язкістю не більше 2 – 10s мн-сек/м2,, для розчинення, освіти суспензій, швидкого перемішування, проведення хімічних реакцій в рідкому середовищі, освіти маловязких емульсій і гомогенізації більших обсягів рідини. Для пропелерних мішалок приймають наступні співвідношення основних розмірів: діаметр мішалки d == (0,2-0,5) D крок гвинта s == (1,0-3,0) D, відстань від мішалки до дна посудини h = (0 ,5-1, 0) d, висота рівня рідини в посудині Н == o (0,8-1,2) D. Число оборотів пропелерних мішалок досягає 40 об. в секунду, кутова швидкість -15 м / сек. Турбінні мішалки. Використовуються для виробництва смол, нафтопродуктів. Ці мішалки мають форму коліс водяних турбін із плоскими, похилими або криволінійними лопатками, укріпленими, як правило, на вертикальному валу. В апаратах з турбінними мішалками створюються переважно радіальні потоки рідини. При роботі турбінних мішалок з більшим числом оборотів поряд з радіальним потоком можливе виникнення тангенціального (кругового) плину вмісту апарата й утворення воронки. В цьому випадку в апараті встановлюють відбивні перегородки. Закриті турбінні мішалки на відміну від відкритих створюють більш чітко виражений радіальний потік. Закриті мішалки мають два диски з отворами в центрі для проходу рідини; диски зверху і знизу приварюються до плоских лопат. Рідина надходить у мішалку паралельно осі вала, викидається мішалкою в радіальному напрямку й досягає найбільш віддалених точок апарату. Турбінні мішалки забезпечують інтенсивне перемішування у всьому обсязі апарата. Потужність, споживана турбінними мішалками, що працюють в апаратах з відбивними перегородками, при турбулентному режимі перемішування практично не залежить від в'язкості середовища. Тому мішалки цього типу можуть застосовуватися для сумішей, в'язкість яких під час перемішування змінюється. Турбінні мішалки широко застосовують для утворення суспензій (розмір часток для закритих мішалок може досягати 25 мм), розчинення, при проведенні хімічної реакції, абсорбції газів й інтенсифікації теплообміну.