Механическое перемешивание. Типы перемешивающих устройств. Расчет затрат мощности на перемешивание

Механические перемешивающие устройства состоят из трех основных частей: собственно мешалки, вала и привода. Мешалка является рабочим элементом устройства, закрепляемым на вертикальном, горизонтальном или наклонном валу.

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.

По устройству лопастей различают мешалки лопастные, пропеллерные, турбинные и специальные. По типу создаваемого мешалкой потока жидкости в аппарате различают мешалки, обеспечивающие преимущественно тангенциальное, радиальное и осевое течения. КN = N/(сn3dм5). (5а)

Эту величину принято называть критерием мощности, или модифицированным критерием Эйлера (для мешалок); его называют также центробежным критерием Эйлера. Действительно, критерий Эйлера Eu = Др/(сw2), причем w ~ nd. Гидравлическое сопротивление при вращении мешалки в жидкой среде Др ~ N/(ndм3). Тогда:

EuМ = N/(сn3dм5)= КN(6)

Для описания процесса перемешивания пользуются модифицированным критерием Рейнольдса.

Rец= сnd2/м. (7)

Критическое значение этого критерия: Rец≈ 50

Для геометрически подобных аппаратов с мешалками обобщенное критериальное уравнение принимает вид:

K_N=c/Re^m_ц

где с и m – постоянные величины (для данной конструкции мешалки и для определенного режима перемешивания).

Значения постоянных величин с и m для различных мешалок приведены в справочной литературе, где так же дается зависимость КN=f(Rец) для тех же мешалок.