Жидкость движение в аппаратах с мешалко

В смесителях этого типа над днищем вертикальной цилиндрической камеры вращается турбинная мешалка (рис. УП-25). Движение частиц слоя здесь подобно движению жидкости в аппаратах с турбинными мешалками. Эти устройства используются для смешения сыпучих материалов с небольшой спайностью и для смешивания суспензий. [c.361]

Процесс перемешивания в гидродинамическом отношении сводится к внешнему обтеканию твердых тел потоком набегающей жидкости. В общем случае лопасти мешалки при вращении выполняют работу, связанную с преодолением сопротивления сил инерции и сил трения перемешиваемой жидкости. Удельное значение этих сил различно в пусковой и рабочий периоды работы мешалки. Так, при пуске мешалки ее лопатки встречают особенно большое сопротивление со стороны жидкости, инерцию массы которой необходимо преодолеть. По мере приведения жидкости в движение работа мешалки все больше затрачивается на преодоление внутренних сопротивлений в жидкости (трения, вихревых движений, ударов жидкости о стенки и т. д.). Поэтому пусковая мощность всегда превышает рабочую. Поскольку пусковой период относительно небольшой, электродвигатель обычно подбирают по рабочей мощности мешалки, учитывая возможность кратковременного увеличения крутящего момента на его валу в пусковой период и используя в расчетах известную критериальную зависимость Еи = /(Ке ) [30, 31]. Однако существующие формулы для расчета мощности мешалок еще недостаточно совершенны в них не учитывается расход энергии, связанный с шероховатостью стенок и наличием дополнительных устройств в аппарате (змеевиков, гильз, перегородок и т. д.). [c.97]

Процесса поглощения органических загрязнений применяют механическое, гидравлическое или пневматическое перемешивание адсорбента с жидкостью. Разработано большое число реакторов с механическим перемешиванием. Выбор реактора определяется необходимым объемом аппарата, реологическими свойствами перемешиваемой среды и эффективностью использования того или иного типа перемешивающего устройства. Адсорбционная очистка сточных вод активными углями производится при относитель[ю невысоких концентрациях твердой фазы, поэтому, как показывает практика, целесообразно в этих условиях применение лопастных, турбинных или пропеллерных мешалок (рис. VI-32). Наиболее просты в конструктивном отношении лопастные мешалки, представляющие собой устройства из двух или большего числа лопастей прямоугольного сечения, закрепленных на вертикальном или наклонном валу. Такие мешалки вызывают преимущественно круговое вращательное движение жидкости в аппарате и создают незначительный осевой поток, который необходим для поддержания частиц адсорбента во взвешенном состоянии. По этой причине на стенках аппарата, в котором производится перемешивание лопастной мешалкой, устанавливают отражательные перегородки (рис. [c.175]

При диспергировании газов в жидкости в аппарате с механической мешалкой размер газовых пузырей определяется равновесием между силами поверхностного натяжения и силами, обусловленными турбулентными флуктуациями. При коалесценции размер пузырей зависит от их слияния, которому препятствует турбулентное движение. При этом диаметр пузырей ( пропорционален или [c.457]

Турбинные мешалки представляют собой один или два диска с укрепленными на них плоскими, наклонными или криволинейными лопатками (рис..>/1-32, б). Они бывают открытые и закрытые (имеющие лопастное колесо с каналами). Турбинные мешалки по существу являются усовершенствованной конструкцией лопастных мешалок и в аппарате они создают радиальные потоки с тангенциальным (круговым) движением жидкости и адсорбента. Для уменьшения кругового движения жидкости и повышения турбулентности системы на стенках корпуса аппарата рекомендуется устанавливать отражательные перегородки. Обычно достаточно четырех симметрично расположенных перегородок, однако в крупных аппаратах их число может достигать шести — восьми. Оптимальная ширина перегородки у составляет от 0,08 до 0,1 диаметра реактора, минимальная высота перегородки должна равняться двум диаметрам мешалки, но как правило принимается равной высоте жидкости в аппарате. Если перегородки установлены на некотором расстоянии от стенок аппарата, то ширина перегородок должна составлять 0,08 > при расстоянии между стенкой и перегородкой, равном 0,2 ширины перегородки. [c.176]

Другие системы, например, одиночные аппараты с мешалками, система смеситель—сепаратор и каскады таких аппаратов, также широко распространены в технологических схемах химических производств. Методы расчета всех указанных систем различны и зависят от выбранной модели, отражающей режим движения жидкости в аппарате, относительной скорости химической реакции и процесса переноса массы и от растворимости активных компонентов каждой системы. [c.381]

Закрытые турбинные мешалки создают преимущественно радиальные потоки жидкости при небольшой затрате кинетической энергии. Образующиеся радиальные потоки жидкости обладают достаточно большой скоростью и распространяются по всему сечению аппарата, достигая наиболее удаленных его точек. Жидкость входит в мешалку через центральное отверстие и выходит по касательной к колесу. В колесе жидкость плавно меняет направление от вертикального (по оси) до горизонтального (по радиусу) и выбрасывается из колеса с большой скоростью. При таком направленном и многократно повторяющемся в единицу времени движении жидкости достигается быстрое и эффективное перемешивание ее во всем объеме сосуда (рис. 10-10). [c.360]

Использование этого уравнения для расчета мощности Ы, потребляемой мешалкой, осложняется тем, что коэффициенты С и г являются постоянными величинами только в области турбулентного режима движения жидкости в аппарате. Поэтому на практике предпочитают пользоваться зависимостями Еим = [c.178]

Штриховые линии на рис. HI-3 п III-4, проведенные через точки = О и w = О, разделяют области положительных и отрицательных составляющих скорости, в которых жидкость течет в нанравлении от мешалки и к мешалке. Это отображает картину циркуляции жидкости в аппарате. Пересечение линий (г, z) = О и (г, z) = О позволяет определять так называемые центры циркуляции 0. Учитывая симметрию процесса относительно оси аппарата, такие точки образуют окружность, по которой жидкость совершает только круговое движение. [c.94]

При враш,ении лопастей мешалки в аппарате возникает сложное трехмерное движение жидкости. Визуальное наблюдение показывает, что жидкость в аппарате вращается вокруг оси вала мешалки. При интенсивном вращении поверхность жидкости приобретает форму воронки, ось которой совпадает с осью вращения. В жидкости вблизи вала имеется область, в которой скорость вращения увеличивается с ростом радиуса (область центрального цилиндрического вихря). Затем следует небольшая переходная область, в которой с ростом радиуса скорость вращения практически не изменяется. При дальнейшем увеличении расстояния от оси скорость вращения уменьшается (периферийная область). [c.100]

Характер циркуляции жидкости в аппарате с мешалкой зависит главным образом от типа мешалки и от того, имеются ли в аппарате перегородки. Каждая мешалка создает поток жидкости, который в свою очередь вызывает циркуляцию во всем объеме аппарата вдоль так называемых циркуляционных петель. Поток жидкости, создаваемый мешалкой, имеет по меньшей мере две или чаще всего три составляющие скорости. С этой точки зрения мешалки часто делят на группы, создающие окружной (тангенциальный) поток — мешалки лопастные и якорные, радиальный поток — некоторые типы турбинных мешалок, осевой поток — пропеллерные мешалки. Такое деление является ориентировочным, так как фактически можно говорить только о преобладании одной из составляющих скоростей в потоке жидкости, создаваемой мешалкой. Для оценки работы различных мешалок были введены понятия окружной (периферийной) и радиально-осевой циркуляции [145]. Эти параметры учитывают разложение общего потока жидкости от мешалки на два циркуляционных потока, где частицы жидкости совершают движение по окружностям, концентрическим к оси аппарата, в горизонтальных плоскостях, перпендикулярных к оси, а также в вертикальных (меридиональных) плоскостях, пересекающих ось аппарата. [c.101]

Рис. 5. Турбулентный режим движения жидкости в аппарате с нарушением сплошности, вызванным кавитацией [46] а — мешалка работает в диапазоне от б до в (рис. 2) кавитация в аппарате отсутствует б — мешалка работает в диапазоне от в до к в аппарате происходит нарастание кавитационных явлений в — мешалка работает в диапазоне, превышающем к за лопастями мешалки существует одна сплошная каверна.

В переходной области видны две зоны, разграниченные значением Re = 300. Экспериментально установлено, что это значение критерия Рейнольдса соответствует появлению кругового движения всей жидкости в аппарате с мешалкой (образовывается центральная воронка). При больших величинах Re обнаруживается влияние отражательных перегородок и критерия Фруда на мощность, расходуемую на перемешивание. [c.171]

Движение жидкости в аппарате с мешалкой [c.150]

Рис. 7-2. Траектории движения частиц жидкости в аппарате с мешалкой (а) и эпюра скоростей (6)

Иногда мешалки классифицируют по направлению основного потока жидкости (тангенциальное, радиальное, аксиальное), но этот вид классификации мешалок не получил широкого распространения ввиду трудности в ряде случаев определения распределения скоростей движения жидкости в аппарате. [c.155]

Конструктивным элементом, непосредственно предназначенным для приведения жидкости в движение, является мешалка. Как показывает практика, большинство задач перемешивания может быть успешно решено путем использования ограниченного числа конструкций мешалок. При этом существуют наиболее характерные области применения и диапазоны геометрических соотношений отдельных типов мешалок. Например, для перемешивания высоковязких сред при ламинарном режиме используют ленточные, скребковые и шнековые мешалки (рис. 7-7, а, б, в). Скребковые мешалки применяют преимущественно для интенсификации теплообмена скребки крепят с помощью пружин, тем самым обеспечивая плотное прилегание их к стенке аппарата. [c.156]

Экстракторы этого типа представляют собой горизонтальные цилиндрические аппараты, разделенные перегородками иа отсеки. Каждый отсек состоит из камеры смешения и отстойной камеры. Смешение осуществляется насосами или мешалками. Смешение и разделение фаз повторяется многократно при противоточном их движении. Скорость продвижения жидкости по аппарату зависит только от скорости подачи в аппарат. [c.776]

Для проведения процессов растворения газов широко используются аппараты с высоким барботажным слоем (см. 1.4.1 и 6.7.1). Их основными преимуществами являются достаточно развитая поверхность контакта фаз, простота конструкции, которая позволяет проводить процессы под высоким давлением, большое время пребывания жидкости в аппарате. В барботажных аппаратах формируется неустойчивое циркуляционное движение жидкости по высоте аппарата, которое обеспечивает не только интенсивное перемешивание жидкости, но и вовлекает в циркуляционное движение более мелкие пузыри. В ряде случаев (например, при проведении окислительных процессов с участием кислорода воздуха) такое перемешивание газовой фазы по высоте аппарата снижает движущую силу процесса растворения. Простые барботажные устройства трубы с отверстиями, дырчатые тарелки, колпачки с прорезями — не позволяют получить пузыри небольших размеров и тем самым обеспечить высокоразвитую поверхность контакта. Кроме того, вихревое движение жидкости приводит к тому, что при высоте барботажного слоя более 0,8-1,0 м пузыри начинают коалесцировать. Поэтому размер пузырей в барботажных аппаратах обычно колеблется от 4 до 10-12 мм. Более мелкие пузыри образуются при барботировании (продавливании) газа через специальные распределительные устройства из пористых материалов (керамики, металла, химически стойких полимеров). Однако такие устройства не могут использоваться в жидкостях с высоким содержанием взвешенных или смолистых веществ. Пузыри размером до 4 мм удается получить в аппаратах с мешалками (см. 6.1.4 и 6.7.3). Однако в таких аппаратах возрастает интенсивность циркуляции жидкости, что приводит к увеличению дисперсии времени пребывания пузырей по сравнению с обычными барботажными аппаратами. Наличие вращающихся деталей не позволяет использовать аппараты с мешалками при высоких давлениях. Высоки также и энергозатраты на перемешивание жидкости. [c.48]

В первом приближении структуру потока жидкости в аппарате с мешалкой можно разделить на две зоны зону I центрального вихря радиусом /"щ и зону И потенциального движения в координатах Гщ < < г < / . Здесь г — текущая координата, а Л = /)/2 — внутренний радиус корпуса аппарата (рис. 115). [c.254]

К первой группе относятся лопастные, якорные и рамные мешалки. Их рабочие органы расположены в вертикальной плоскости (рис. П1. 10) и являются плохо обтекаемыми телами. В соответствии с рассмотренными в гл. II законами обтекания твердых тел жидкостью при вращении мешалки за лопастью возникает зона пониженного давления, в которой образуются вихри. Этими вихрями в основном и обеспечивается перемешивание. Интенсивность вихреобразования убывает с увеличением вязкости жидкости. Поэтому лопастные мешалки используют для не очень вязких сред. Рамные и якорные мешалки применяют для жидкостей с относительно большой вязкостью, особенно когда необходимо интенсифицировать движение жидкости в пристенном слое. Такая необходимость возникает, например, при нагревании или охлаждении содержимого аппарата через стенку (в аппаратах с рубашками). [c.215]

За счет радиальной составляющей усилий, передаваемых мешалкой, вся жидкост в аппарате приобретает вращательное движение. Это уменьшает скорость движения рабочего органа мешалки относительно жидкости и может приводить к образованию глубокой воронки. Для предотвращения образования воронки внутри аппарата вдоль образующей устанавливают отражательные перегородки (рис. III. 10, а). При большой вязкости жидкости во избежание образования застойных зон за перегородками их устанавливают на расстоянии от стенки, составляющем 0,2 -f- 1 ширины перегородки. Мешалки рассмотренных типов — тихоходные. Окружная скорость их находится на уровне 1 м/с. [c.215]

Для получения суспензии необходимо, чтобы в аппарате твердые частицы находились во взвешенном состоянии. Для этого аксиальные составляющие скорости жидкости должны превышать скорости витания частиц. Вращательное движение жидкости в аппарате нежелательно ввиду опасности сепарации частиц под действием центробежной силы. Наиболее подходящие конструкции мешалок для получения суспензий — пропеллерные и турбинные. Для обеспечения необходимых условий подъема частиц с дна аппарата мешалки следует устанавливать на небольшой высоте от него. Для уменьшения вращения жидкости используют отражательные перегородки. Следует, однако, иметь в виду, что за перегородкой в зоне малых скоростей жидкости возможно выделение твердых частиц. Поэтому перегородки лучше располагать на некотором расстоянии от стенки. [c.220]

Как показывает опыт, при работе мешалок различного типа в аппаратах возникают определенным образом направленные токи жидкости. Примером могут служить токи жидкости, возникающие в аппарате с лопастной мешалкой (рис. 5.3). Соответственно этому движение жидкости в аппарате с мешалкой можно рассматривать как движение жидкости по каналу, имеющему сложную геометрическую форму. [c.89]

Соответственно изложенному уравнение подобия, характеризующее движение жидкости в аппарате при перемешивании мешалками, можно представить в виде [c.91]

Физическая модель движения жидкости в аппарате с вращающейся мешалкой [c.245]

В задачах движения жидкости по каналам в качестве характерной скорости обычно берут среднюю скорость в сечении потока ш,,р. Применительно к процессу движения жидкости в аппарате с мешалкой в качестве характерного линейного размера можно взять диаметр мешалки й (ж), а в качестве характерной длительности процесса — период пульсаций скорости, обратно пропорциональный числу оборотов мешалки п сек -). Таким образом, в данном случае критерий Но может быть пр( дставлен в виде [c.100]

Преобразуя (5.10) е помощью (5.14), с учетом (5.9), (5.10), (5.12) получим вместо исходной следующую общую критериальную зависимость, характеризующую движение жидкости в аппарате с мешалкой [c.101]

Для перемешивания маловязких жидкостей применяют пропеллерные мешалки. Перемешивание в них достигается в результате сильного вихревого движения жидкости, сообщаемого ей вращающимся пропеллером. Диаметр випта обычно составляет 0,25...0,33 диаметра аппарата, а окружная скорость - [c.38]

Пропеллерные мешалки создают наибольшее осевое движение жидкости в аппарате, поскольку лопасти этих мешалок выполнены наподобие корабельного винта (постепенно изменяющимся по длине лопасти наклоном от О у оси до 90° на конце). Число лопастей пропеллерной мешалки составляет две или три. Мешалки этого типа наряду с образованием радиально-окси-альных потоков сообщают жидкости в аппарате вращательное движение, в результате которого в центре создается зона пониженного давления. Это приводит к появлению в центральной части аппарата вороики, глубина которой зависит от частоты вращения мешалки. Чтобы уменьшить вращение жидкости в аппаратах, оборудованных пропеллерными мешалками, также рекомендуется устанавливать отражательные перегородки (рис. У1-32,а). В некоторых случаях для создания интенсивных ок-сиальных (осевых потоков, способствующих суспендированию твердых частиц) пропеллерную мешалку помещают в диффу- [c.176]

Следутощий аппарат по ходу жидкости (суспензии) - декантерч гус-титель. Он представляет собой стальной цилиндр 1 (рис. 117) диаметром 2000 мм и высотой 3000 мм. Снизу к цилиндрической обечайке приварено коническое днище. Сверху аппарат закрыт плоской крышкой, на которой установлен мотор с редуктором, приводящий в движение рамную мешалку 8. Мешалка делает только 15 об/мин, что исключает взмучивание жид-коти. Суспензия КаНСОз поступает примерно в среднюю часть аппарата через штуцер 2 и отражательной перегородкой 7 направляется вниз. Осветленная жидкость выходит из аппарата через штуцер 5 в верхней части аппарата, а уплотненная пульпа из конической части поступает через штуцер 6 на фильтрацию газ выходит в атмосферу через штуцер 4. [c.264]

Костин Н. И., Павлушенко И. С. Изучение процесса перемешивания. Определение скорости движения жидкости в аппаратах с пропеллерной мешалкой,—В сб. трудов ЛТИ, вып. XLI, Госхимиэдат, 1957, с. 131 — 144. [c.267]