ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влияние перемешивания на основные процессы химической технологии Влияние перемешивания на теплопередачу из "Перемешивание в химической промышленности" Изучение вопроса о мощности, потребляемой мешалками при перемешивании неньютоновских жидкостей, было начато сравнительно недавно. Эта задача не решена и до сих пор вследствие сложности проблемы а, в частности, из-за большого разнообразия свойств неньютоновских жидкостей. Поэтому в настоящее время получены лишь отдельные соотношения для расчета мощности, потребляемой турбинными и якорными мешалками, которые относятся, в основном, к перемешиванию псевдопластичных веществ. [c.160] Турбинные мешалки. Уравнение для расчета мощности, потребляемой турбинной мешалкой с шестью ровными прямыми лопатками, было предложено Метцнером и Отто [97]. Собственно говоря, эта зависимость является некоторым видоизменением обычного критериального уравнения для определения мощности при перемешивании нормально вязких жидкостей. [c.160] Здесь —тангенциальное напряжение, do /dr—градиент скорости, Кед—постоянная, при некоторых условиях могущая иметь размерность динамического коэффициента вязкости и, по существу, отвечающая вязкости ньютоновской жидкости. Действительно, у ньютоновских жидкостей т равно единице и уравнение (II, 68) обращается в уравнение (1, 4). [c.161] Чтобы получить значение мощности в приведенных единицах, необходимо выражать вязкость н-сек1м , диаметр мешалки d в м я число оборотов п в об сек. [c.161] Для расчетов в переходной зоне и при слабо развитой турбулентности применяют соответствующие уравнения, выведенные для ньютоновской жидкости (см. главу 5), в которой значение критерия мощности Kn и показателя степени у критерия Рейнольдса определяют по рис. 60. [c.161] Якорные мешалки. Для перемешивания неньютоно -ских и различных высоковязких жидкостей очень часто применяют якорные мешалки. Расчет мощности, потребляемой такими мешалками, можно произвести, как указано, например, в учебнике А. Г. Касаткина [ 178], интегрированием по площади мощности, приходящейся на бесконечно малый участок лопасти. [c.161] Результаты исследования [1581 позволяют сделать следующие выводы. [c.162] Сумма всех 1 0 будет числом, большим единицы. Для определения мощности, потребляемой мешалкой, на это число надо разделить критерий мощности, подсчитанный по графику, показанному на рис. 61. [c.164] Очевидно, что при сохранении реологических свойств перемешиваемой жидкости в натурном аппарате и в модели постоянными эти два условия (II, 72), (II, 73) не могут быть удовлетворены, так как первое условие требует сохранения равенства чисел оборотов, а второе—сохранения равенства линейных скоростей, что при изменении масштаба невыполнимо. [c.166] Обработка большого числа опытных данных по перемешиванию синтетических солидолов (неньютоновские жидкости) и вязких минеральных масел (ньютоновские жидкости) при ламинарном режиме показала, что во всех случаях сохраняется равенство / v= onst. [c.166] Севров, И. И. Мер, А. М. Наследков, А. Н. Якушев [202, 215—217, 220] проводили изучение перемешивания твердых сыпучих материалов с высоковязкими неньютоновскими жидкостями (асфальто-бетонные и гравийно-битумные смеси). [c.166] Перемешивание осуществлялось в двухлопастных смесителях с плоскими лопастями. Рассматривались влияние размеров лопастей, угла их установки и скорости вращения, а также загрузки смесителя на потребляемую мощность и время перемешивания (производительность смесителя). [c.166] Перемешивание приводит к понижению температурного и концентрационного градиентов в обрабатываемой системе поэтому оно оказывает весьма благоприятное влияние на ход всех операций, которые связаны с передачей тепла или массы. К этим процессам относятся, в частности, такие широко распространенные в химической технологии операции, как собственно нагревание или охлаждение, растворение, кристаллизация, экстракция, абсорбция, элек1ролиз и гетерогенные химические реакции, которые в большинстве случаев протекают в жидкой среде. [c.167] Ряд исследовательских работ, выполненных в последние годы, был посвящен количественной оценке влияния перемешивания на указанные операции. [c.167] К настоящему времени относительно полно изучены только теплопередача при перемешивании и растворение,. хотя и по этим процессам накоплено еще сравнительно мало экспериментальных данных. В других случаях в связи с тем, что большинство исследователей ограничивались только одной определенной системой и одним типом мешалки, пока что трудно сформулировать какие-либо общие заключения. [c.167] В этот раздел включены наиболее интересные работы, которые были опубликованы по вопросу влияния перемешивания на основные операции химической технологии. [c.167] В области теплопередачи и растворения сделаны некоторые обобщения. В остальных главах приведен лишь обзор выполненных работ, которые еще не могут служить достаточным основанием для широких обобщений, но, несомненно, окажутся полезными при решении различных задач, связанных с проектированием перемешивающих устройств. [c.167] Это уравнение представляет собой известное соотношение между критериями Нуссельта, Рейнольдса и Прандтля. Критерий Рейнольдса, являющийся мерой отношения сил инерции и. молекулярного трения, опоеделяет подобие режима течения в системе. Критерий Прандтля, являющийся мерой отношения интенсивности передачи количества движения за счет молекулярного переноса и интенсивности переноса количества теплоты за счет свободной конвекции, определяет подобие температурных и скоростных полей. Критерий Нуссельта (определяемая переменная) — безразмерный коэффициент теплоотдачи—обычно рассматривают как соотношение между интенсивностью теплопередачи и напряжением температурного поля в пограничном слое потока теплоносителя. [c.168] Вернуться к основной статье