В гидрометаллургии широкое распространение нашли различные типы механических мешалок, которые состоят из одной или нескольких пар лопастей различной формы, закрепленных на валу, который вращается через привод от электродвигателя. При выборе мешалки следует учитывать два основных фактора: расход энергии и эффективность перемешивания, т.е. качество достигаемого результата и скорость его получения.
Расход энергии на механическое перемешивание может быть достаточно точно рассчитан по обобщенным формулам, полученным с помощью теории подобия. Эффективность перемешивания зависит от многих факторов. В технической литературе интенсивность перемешивания оценивается одним из следующих способов:
- по числу оборотов мешалки;
- по кратности циркуляции;
- по однородности отбираемых проб;
- по распределению температур;
- по сопоставлению с теоретической кривой "идеального" смешения:
- по аналогии с процессами перемешивания, по которым имеются практические данные;
- по числу Рейнольдса циркулирующей жидкости.
По последнему, наиболее научному методу, определяется гидравлический режим в кольцевом слое:
где: Re - критерий Рейнольдса для кольцевого слоя;
R - коэффициент скорости вращающейся жидкости: для ламинарного - 0,5, для турбулентного - 0,75;
d - диаметр мешалки, м;
n - число оборотов мешалки, об/мин;
B - ширина слоя (расстояние от мешалки до корпуса емкости);
n - коэффициент кинематической вязкости.
Если нельзя воспользоваться данными из практики и провести достаточно точной аналогии с известными процессами, а моделирование процесса перемешивания осуществить невозможно, то при выборе типа мешалок следует руководствоваться их техническими характеристиками.
Цепные мешалки (рис.5) конструктивно очень просты и широко распространены на гидрометаллургических заводах . Они применяются для:
- поддержания равномерного отношения Ж:Т различных пульп;
- осуществления химических процессов в присутствии значительных количеств твердого вещества в пульпах;
- суспендирования твердых веществ значительной плотности, взмучивания осадков и др.
Достоинства этого типа мешалок заключаются в простоте устройства и дешевизне изготовления, эффективности перемешивания легких пулы и универсальности применения, а главное то, что они не боятся заиливания. Однако цепные мешалки тихоходны, а потому в них трудно получить однородную по физическим свойствам пульпу из твердого вещества и жидкости как по сечению, так и высоте мешалки, кроме того они непригодны для смешения жидкостей с сильно различающимися плотностями и для быстрого растворения веществ.
Цепные мешалки изготовляются самых различных размеров со скоростью вращения от 3 до 20 об/мин. Объем реакторов колеблется от 20 до 1000 м3, потребляемая мощность от 3 до 25 кВт.
Устройство лопастных мешалок (рис.6) наиболее простое. Они выполняются из полосовой или угловой стали. Лопасти устанавливаются перпендикулярно или наклонно к направлению их движения. Такие мешалки бывают: одно- и многолопастные, рамные, планетарные с отражательными перегородками или без них. Они применяются для перемешивания суспензий с любой вязкостью (до 100 сП)- однолопастные мешалки, а для суспензий с вязкостью 2500 сП и выше - рамные или многолопастные с отражательными перегородками.
Нормализованные лопастные мешалки имеют диаметр лопастей от 400 до 190 мм (в промышленности применяются мешалки и больших размеров). Диаметр лопастей составляет примерно 0,7-0,8 диаметра сосуда, в котором работает мешалка.
Рамные мешалки характеризуются небольшим объемом, не превышающим 50 м3, мощность электродвигателя около 25 кВт, скорость вращения до 63 об/мин.
При необходимости создания интенсивной циркуляции перемешиваемой жидкости применяются пропеллерные мешалки. Такие мешалки обычно имеют три лопасти, изогнутые по профилю судового винта и, в зависимости от высоты слоя жидкости, на вертикальном валу устанавливается один или несколько пропеллеров. Высота лопасти может быть определена как шаг винта по формуле:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.