Перемешивание в жидких средах. Механическое перемешивание. Мощность перемешивания. Перемешивание в статических смесителях, страница 8

Если оба фактора – длина и коэффициент сопротивления – одинаково важны, то простейшим критерием эффективности будет произведение коэффициента сопротивления смесителя на его относительную длину. Таким образом, задача оптимизации сводится к нахождению конструктивных размеров турбулизаторов, обеспечивающих минимум функции  в одном из случаев:

                                      .                                     (14.35)

Подробный расчет статического смесителя достаточно сложен и представлен в специальной литературе.

Для приближенных расчетов можно принять следующие геометрические характеристики статических смесителей в зависимости от их диаметра:

1. Количество лопастей турбулизаторов  = (4÷8).

2. Ширина лопасти турбулизатора  = ( 0,08÷0,12)d.

3. Расстояние между турбулизаторами  = (2,5÷3,5)d.

4. Турбулизаторы устанавливают со смещением относительно друг друга для предотвращения проскока жидкости через аппарат.

5. Диаметр трубы смесителя определяют из уравнения расхода жидкости при скорости движения  = (0,5÷0,8) м/с.

6. Количество турбулизаторов  ≥ 30.

В смесителях с закручивающими и разделяющими поток вставками значение степени перемешивания пропорционально количеству вставок и количеству частей потока, на которые он делится. Самый простой случай – деление потока на каждой вставке на 2 части (см. рис. 14.14, в), после прохождения N вставок поток будет разделен на  частей, что составит при = 20 примерно 1·10⁶, а при = 30 около 1·10⁹ частей. При заданной степени перемешивания количество турбулизаторов может быть определено методами статистического анализа.

Для приближенных расчетов деление потока 1·10⁶ с последующим их объединением обеспечивает практически полное смешение компонентов. При делении потока на большее количество частей (см. рис. 14.14, г, д) смешение произойдет быстрее, однако гидравлическое сопротивление таких смесителей будет больше.

Список литературы к разделу 2

1. Айнштейн В.Г., Захаров М.К., Носов Г.А. и др. Общий курс процессов и аппаратов химической технологии. Кн. 1. – М.: Высш. шк., 2002. – 912 с.

2. Брагинский Л.Н., Кофман Г.З., Бегачев В.И. Распределение твердых частиц при механическом перемешивании. – ТОХТ, 1968. Т. 1 – С. 55–64.

3. Васильцов Э.А., Исаков А.Я. Кавитационное эмульгирование в перемешивающих устройствах Дальневосточный межвузовский акустический сборник. – Владивосток, 1975. – Вып.1. – С. 88–94.

4. Васильцов Э.А., Ушаков В.Г. Аппараты для перемешивания жидких сред: Справ. пос. – Л.: Машиностроение. Ленинград. отд., 1979. – 272 с., ил.

5. Васильцов Э.А., Шихорин В.М. Исследование локальных скоростей потока с помощью лазерного измерителя скорости //Теория и практика перемешивания в жидких средах. – М.: НИИТЭхим, 1973. – С. 53–58.

6. Гельперин Н.И. Основные процессы и аппараты химической технологии. М.: Химия, 1981. – 812 с.

7. Дытнерский Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии. – М.: Химия, 1995. – 768 с.

8. Павлушенко И.С., Копылева Б.Б. Время гомогенизации и затраты мощности при перемешивании высоковязких неньютоновских жидкостей //Теория и практика перемешивания в жидких средах. – М.: НИИТЭХим, 1973. – С. 15–19.

9. Стренк Ф. Перемешивание и аппараты с мешалками. Польша, 1971: Пер. с польск. /Под ред. И.А. Щупляка. – Л.: Химия, 1975.

10. Фортье А. Механика суспензий: Пер. с франц. /под ред. З.П. Шульмана – Мир, 1971. – С. 264.

11. Штербачек З., Тауск П. Перемешивание в химической промышленности: Пер. с чеш. /Под ред. И.С. Павлушенко. – Л.: ГСНТХ, 1963. – 416 с.