Выбор мешалки

Перемешивание применяется для приготовления эмульсий, суспензий, смесей, гомогенизации растворов, а также интенсификации тепло- и массообменных процессов, химических и биохимических реакций.

Основные характеристики любого процесса перемешивания – расход энергии, эффективность и интенсивность перемешивания.

Наиболее распространенным способом перемешивания в жидких средах является механическое перемешивание с помощью лопастных, якорных, рамных, турбинных или пропеллерных мешалок. Основные конструктивные параметры и условия работы всех указанных мешалок приведены в прил. 3.

Мощность привода мешалки рекомендуется рассчитывать по формуле

. (3.96)

Здесь K _п – коэффициент (для аппаратов с перегородками K _п = 1; для аппаратов без перегородок K _п = 1,25); K _н = (Н _ж/ D)^0,5 – коэффициент высоты уровня жидкости в аппарате; K_i – коэффициент, учитывающий наличие в сосуде внутренних устройств (K_i = = 1,1-1,2 – при наличии гильзы, термопары, трубы передавливания или уровнемера; K_i = 2 – при змеевике, размещенном вдоль стенки сосуда); N _уп – мощность, затрачиваемая на преодоление трения в уплотнениях вала мешалки; N – мощность, затрачиваемая непосредственно на перемешивание жидкости; η – КПД привода мешалки (η = 0,85-0,9).

Мощность, затрачиваемая на перемешивание в типовых химических реакторах, определяется по зависимости

N = K_N ρ n ³ , (3.97)

где K_N – критерий мощности, определяется по графикам, приведенным в курсе ПАХТ; ρ – плотность перемешиваемой среды; n – частота вращения мешалки, с^-1; d _м – диаметр мешалки, м.

Диаметр мешалки (диаметр окружности, ометаемой кромками лопастей мешалки) d _м предварительно определяют по соотношению D / d _м, указанному в прил. 3, а окончательно выбирается по прил. 4.

Частота вращения n окончательно устанавливается при выборе привода перемешивающего устройства. Для быстроходной мешалки при непосредственном соединении ее с валом электродвигателя n выбирается из ряда: 12; 16; 24; 47 с^-1. Для тихоходных мешалок (n < 4,2 с^-1) частота вращения выбирается из ряда: 0,21; 0,27; 0,33; 0,42; 0,53; 0,67; 0,83; 1,05; 1,33; 1,67; 2,08; 2,67; 3,33; 4,17 с^-1.

Значение критерия мощности K_N зависит от центробежного критерия Рейнольдса Re_цб, отношения D / d _м, типа перемешивающего устройства и конструктивных особенностей аппарата.

Центробежный критерий Рейнольдса Re_цб для любого перемешивающего устройства:

Re_цб = ρ n /μ, (3.98)