ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Гидродинамическое подобие в процессах перемешивания. Рабочая мощность. Пусковая мощность. Влияние различных факторов на величину , потребляемой мощности. Моделирование мешалок Эффективность перемешивания из "Основные процессы и аппараты химической технологии Издание 5" Механическое перемешивание осуществляют при помощи так называемых механических мешалок. [c.214] Механическая мешалка состоит из одной или нескольких пар лопастей различной формы, которые закреплены на валу, приводимом во вращение от трансмиссии (при помощи зубчатой, червячной или фрикционной передачи), или непосредственно от электродвигателя. [c.214] Гидродинамическое подобие в процессах перемешивания. Процесс перемешивания с гидродинамической точки зрения может быть сведен к внешнему обтеканию тел потоком жидкости. [c.215] При медленном движении твердого тела любой формы в, вязкой жидкости оно преодолевает только силы трения, причем вокруг тела образуется пограничный слой, через который передается давление потока. [c.215] С возрастанием скорости появляются и приобретают наибольшее значение силы инерции пограничный слой отрывается от поверхности тела и позади последнего образуются вихри. Картина вихреобразования при движении плоской пластины (рис. 139) соответствует работе лопасти мешалки при одних и тех же гидродинамических условиях. [c.215] Наибольшая скорость наблюдается у кромок лопасти, причем по уравнению Бернулли здесь и во всей области вихреобразования будет меньшее давление, чем в жидкости, находящейся впереди пластины. Эта разность давлений со стороны набегания потока на лопасть и с противоположной ее стороны должна быть преодолена движущей силой. [c.215] Энергия, затрачиваемая на вихреобразование и трение, пропорциональна сопротивлению движению лопастей в жидкости. [c.215] Лопасти мешалки обычно достаточно глубоко погружены в жидкость поэтому влияние силы тяжести, связанной с волнообразованием на поверхности жидкости, можно не учитывать и применительно к перемешиванию исключить из обобщенного уравнения критерий Фруда кроме того, обычные выражения критериев должны быть видоизменены в соответствии с условиями движения жидкости при перемешивании. [c.215] При помощи этих критериев гидродинамического подобия можно определить мощность, потребляемую мешалками в рабочий и пусковой периоды.. [c.215] Рабочая мощность. В рабочий период энергия потребляется мешалкой на преодоление сил трения лопастей о жидкость, т. е. на преодоление силы сопротивления среды. [c.215] С — коэффициент сопротивления, зависящий, главным образом, от характера движения среды, вызываемого движущимся телом. [c.216] Полученная зависимость является обобщенным уравнением расхода мощности мешалками. [c.217] Обобщенное уравнение позволяет легко сопоставить формулы, полученные различными авторами в самых разнообразных условиях, и показывает хорошее совпадение с опытом (например, работами 3. Б. Канторовича, С. Я. Гзовского и др.). [c.217] Романков и И. С. ПавлушенкО показали, что левая часть уравнения (188) есть критерий гидродинамического подобия Эйлера, видоизмененный для мешалок, т. е. [c.217] Кафаровым на основе опытных данных многих исследователей составлен график (рис. 141) зависимости Ей от критерия Re,i при перемешивании в аппаратах с гладкими стенками. [c.217] Конструкции и размеры мешалок, для которых определялся расход мощности, изображены на рис. 142. [c.217] Следует отметить общее сходство полученного графика с диаграммами для других гидродинамических процессов, напри мер зависимостью коэффициента сопротивления от Re для частиц различной формы, движущихся в бесконечной среде (рис. 63), зависимостью коэффициента трения от Re )(рис. 14) и т. д. [c.217] Из графика на рис. 141 видно, что существуют две характерные области, резко отличающиеся по расходу мощности на перемешивание ламинарная область при 30 и турбулентная область при Re 100. [c.217] Кроме того, при значительном возрастании скорости создается так называемый автомодельный режим, когда Еи не зависит от критерия Re , т. е. в этой области, как уже отмечалось, силы трения оказываются весьма малыми по сравнению с силами инерции. [c.217] Значения констант, входящих в уравнение (189), могут быть определены по рис. 141. Постоянная А определяется отрезком, отсекаемым прямой на оси ординат, а показатель степени т — тангенсом ее наклона к оси абсцисс. [c.217] Вернуться к основной статье