Мешалка формы потока

Рис. П-20. Форма потока, создаваемого пропеллерной мешалкой в сосуде без перегородок

Различают винты с постоянным шагом и винты с переменным шагом по длине лопасти. Для создания интенсивной циркуляции жидкости во всем объеме аппарата более целесообразен пропеллер с постоянным шагом, т. е. с постепенно уменьшающимся наклоном лопасти. Форма лопастей пропеллерных мешалок позволяет создать в аппарате круговорот жидкости, причем потоки ее во внутренней части аппарата, у вала мешалки, направляются вниз, а во внешней части аппарата — вверх. [c.472]

Следует отметить, что целесообразность использования мешалок тех или иных конструкций часто определяется особенностями технологии их изготовления. Например, при гуммировании или эмалировании мешалок наличие острых углов и кромок препятствует образованию надежного покрытия. Для гуммирования удобны лопастные мешалки, а для эмалирования - мешалки из сплющенных труб. За последние годы из новых конструкций мешалок в практику перемешивания прочно вошли только эмалированные мешалки из сплошных труб и фрезерные (рис. 7-8, е). Фрезерная мешалка представляет собой диск с лопастями в форме зубцов. Она обеспечивает высокую разность скоростей лопастей мешалки и потока обтекающей их жидкости. [c.157]

Рис, 5-41. Влияние отражательных перегородок на форму потока жидкости в аппарате с мешалкой а —без перегородок б — с перегородками. [c.249]

Для обеспечения значительного перемещения масс жидкости сверху вниз при перемешивании в ламинарном режиме или в переходной области мешалку следует устанавливать эксцентрично, как показано на рис. П-19. Соответствующее кон-, структивное решение может быть получено при использовании турбинных или пропеллерных мешалок. Положение мешалки должно быть определено весьма точно, так как при установке ее слишком близко от оси сосуда образуется, глубокая воронка. В таких аппаратах изменение вязкости и размеров сосуда заметно сказывается на форме потока. Эксцентричная установка мешалки особенно целесообразна при перемешивании бумажных масс. Обычно встречающийся диапазон консистенций и мощность, требуемая для интенсивного перемешивания, таковы, что благоприятствуют применению эксцентрично расположенных мешалок. [c.121]

Однако критическое значение критерия Рейнольдса, характеризующее переход от ламинарного режима к турбулентному (или к его переходной области), существенно различается в зависимости от типа процесса. Так, при транспортировании потоков по трубам, а также для трубчатых реакторов Ке р == 2300 (причем ш — средняя скорость движения потока, й — диаметр трубы или аппарата, р и Л — плотность и вязкость потока), при осаждении в гравитационном поле Кбкр = 0,2 (где оу— скорость осаждения частицы, — диаметр частицы, риц — плотность и вязкость среды, в которой происходит осаждение), при перемешивании КСкр = 50 (здесь ш — я ( д, где п — частота вращения мешалки, а — диаметр мешалки, р и д- плотность и вязкость перемешиваемой среды). Значение Ке р при движении двухфазных и многофазных потоков установить затруднительно, так как в отдельных случаях невозможно однозначно решить вопрос выбора определяющего линейного размера, а также скорости. Поэтому при описании экстракционных процессов с помощью критериальных уравнений, т. е. в безразмерной форме, необходимо раскрыть обозначения величин, включаемых в традиционно используемые гидродинамические критерии (Рейнольдса, Фруда, Архимеда, Лященко и т. д.). [c.76]

Все циркуляционные мешалки создают в аппаратах циркуляцию жидкости и вызывают напряжение сдвига- Формы потоков, наблюдающихся при использовании некоторых типов мешалок в сосудах без перегородок, показаны в табл. 10.2. [c.204]

Рис. 5.43. Влияние отражательных перегородок на форму потока жидкости в аппарате с мешалкой

В некоторых случаях совершенно неправильно к турбинным мешалкам относят различные конструкции лопастных мешалок, работающих с большим числом оборотов. Иногда тип мешалки определяют по числу оборотов, диаметру мешалки или форме лопастей. Все эти признаки, однако, являются второстепенными, так как тип мешалки определяется только линиями тока. Для каждой мешалки характер потока может быть установлен одним из обычных методов, описанных в главе 12. У турбинной мешалки должен преобладать радиальный поток, иногда в сочетании с тангенциальным. [c.305]

Важным условием эффективной работы барботажяого перемешивающего устройства является равномерное распределение диспергированного потока газа по поперечному сечению аппарата. При небольших диаметрах последнего это условие обеспечивается при помощи горизонтальной перфорированной решетки с мелкими отверстиями нли пористой плиты (рнс. 1У-4, а). В аппаратах средних размеров целесообразно пользоваться трубчатым барботером (рис. 1У-4, 5), т.е. трубой, изогнутой в форме спирали, с просверленными в ее стенках отверстиями. В аппаратах больших размеров и при более вязких жидкостях пользуются сочетанием барботера и лопастной мешалки (рис, 1У-4, в) последняя имеет в качестве Лопастей трубы с перфорированными стенками. Аппараты средних и больших размеров часто снабжаются внутренними (рис, 1У-4, г) или наружными (рис. 1У-4, д) циркуляционными перемешивающими устройствами. В обоих случаях циркуляция жидкости создается благодаря образованию в подъемных трубах газожидкостной смеси, имеющей меиьшую плотность, чем жидкость. [c.182]

К валу мешалки приваривают ступицу в виде четырехгранной усеченной пирамиды, которая гуммируется вместе с валом. На ступицу насаживают гуммированную лопасть, втулка которой также имеет форму усеченной пирамиды. Осевое давление жидкости и вес мешалки прижимают лопасть к ступице. Мешалка вращается только в одном направлении, при котором вертикальный поток жидкости направлен снизу вверх. [c.233]

Современным заводам высокой мощности наиболее полно отвечает каскадный реактор (рис. 108). Это реактор второго типа, где охлаждение смеси идет за счет ее частичного испарения. Каскадный реактор — горизонтальный аппарат цилиндрической формы с несколькими секциями смешения, снабженными мешалками, и двухсекционной зоной отстаивания. Циркулирующий изобутан и серная кислота поступают в первую секцию смешения исходное сырье — смесь изобутана с олефинами — равномерно распределяется по всем секциям, благодаря чему в каждой зоне обеспечен значительный избыток изобутана. Схема смесительной секции показана на рис. 109. Над мешалками размещены змеевики для ввода сырья и вертикальные перфорированные трубы для циркуляции эмульсии. Направление потока эмульсии видно на рис. 109. [c.293]

К быстроходным относят пропеллерные и турбинные мешалки различных типов, а также специальные тины мешалок, например дисковые, лопастные и т. и. Эти мешалки в зависимости от формы лопаток (лопастей) и способа их установки могут создавать радиальный (рис. П-1, а), осевой (рис. П-1, б) и радиально-осевой потоки жидкости. [c.45]

Теплоотдача в аппаратах с механическими мешалками. В химической технологии этот вид теплоотдачи распространен достаточно широко. В аппаратах с мешалками (см. гл. 7), имеющими поверхность теплообмена в форме рубашек или змеевиков, процесс теплоотдачи из-за перемешивания жидкости протекает очень интенсивно. Это происходит вследствие значительной скорости обтекания циркуляционными токами жидкости поверхностей теплообмена. Интенсивное перемешивание обеспечивает равномерность температуры практически по всему объему среды, т.е. в этих аппаратах гидродинамическая структура потоков наиболее близка к модели идеального смешения. [c.298]

Рассмотрим гидродинамическую модель образования дисперсии ПВХ в пластификаторе в зависимости от размера частиц. Известно, что смешение порошков с жидкостью в смесителях осуществляется за счет потоков жидкости, профиль которых зависит от конструкции смесителя и формы мешалки [86]. Известно также, [67], что разделяющая частицы порошка гидродинамическая сила пропорциональна квадрату радиуса частиц, а молекулярные силы притяжения частиц пропорциональны первой степени их радиуса. Из этого следует, что существует такой диаметр частиц, для которого гидродинамическая сила, возникающая при диспергировании, больше силы притяжения. Однако с увеличением размера частиц появляется возможность их коагуляции на дальнем расстоянии, которая обусловлена наличием вторичного потенциального минимума на потенциальной кривой взаимодействия двух частиц и качественно отлична от коагуляции частиц в глубоком первичном потенциальном минимуме [67]. Вероятно поэтому легкая диспергируемость пастообразующих марок ПВХ обусловлена возможностью образования периодических коллоидных структур [36] во внешнем силовом гидродинамическом поле по следующему механизму [c.262]

Перемешивание жидкости при вращении лопасти достигается за счет двух эффектов различного масштаба. Во-первых, при наличии относительной скорости движения лопасти и жидкости за лопастью как за телом плохообтекаемой формы возникает гидродинамический след (рис. 1.37, б), в котором происходит вихревое движение жидкости, что приводит к ее перемешиванию в плоскости вращения мешалки. Во-вторых, возникает циркуляционный эффект перемешивания, имеющий масштаб, равный размерам аппарата. Причина возникновения обычно двух циркуляционных контуров состоит в том, что вовлеченная во вращательное движение жидкость отбрасывается центробежной силой инерции к стенке сосуда. Наиболее интенсивно это происходит в плоскости вращения лопастей. У стенки сосуда поток жидкости разворачивается, и часть его начинает двигаться вверх, а другая часть -вниз. Контуры движения замыкаются (рис. 1.37, а) нисходящим (для верхнего контура) и восходящим (для нижнего контура) движением жидкости по центральной зоне аппарата. [c.113]

Пропеллерные мешалки создают преимущественно осевые потоки перемешиваемой среды и, как следствие этого,— большой насосный, эффект, что позволяет существенно сократить продолжительность перемешивания. Вместе с тем пропеллерные мешалки отличаются сложностью конструкции и сравнительно высокой стоимостью изготовления. Их эффективность сильно зависит от формы аппарата и расположения в нем мешалки. Пропеллерные мешалки следует применять в цилиндрических аппаратах с выпуклыми днищами. При установке их в прямоугольных баках или аппаратах с плоскими или вогнутыми днищами интенсивность перемешивания падает вследствие образования застойных зон. [c.256]

Турбинные мешалки. Эти мешалки имеют форму колес водяных турбин с плоскими, наклонными или криволинейными лопатками, укрепленными, как правило, на вертикальном валу (рис. У1-10). В аппаратах с турбинными мешалками создаются преимуш,ественно радиальные потоки жидкости. При работе турбинных мешалок с большим числом оборотов наряду с радиальным потоком возможно возникновение тангенциального (кругового) течения содержимого аппарата и образование воронки. В этом случае в аппарате устанавливают отражательные перегородки. Закрытые турбинные мешалки (рис. УЫО, г) в отличие от открытых (рис. УЫО, а, б, е) создают более четко выраженный радиальный поток. щ [c.257]

Таким образом, и последняя схема, хотя и более близкая к действителыю-сти, все же оказалась неудовлетворительной. Было, однако, замечено, что течение, описанное выше, возможно лишь в идеальной жидкости, не обладающей совершенно никакой вязкостью. В реальных жидкостях поверхности раздела практически существовать, вообще говоря, ие могут. Согласно схеме на фиг. 341, а при наличии между двумя слоями жидкости, движущимися с разными скоростями, малейшего трения (или других всегда имеющих место возмущающих причин) поверхность раздела принимает волнистую форму. Вследствие этого в долинах и гребнях волн двух соприкасающихся слоев давления повышаются (нижний слой, знак - - ) и понижаются (верхний слой, знак —), что ведет к дальнейшему усилению волнистости формы (фиг. 344, б). Отмеченное только что явление повторяется затем в еще более резкой форме, и поверхность раздела становится несимметричной (фиг. 341, ). Наконец, во шы опрокидываются и сматываются в вихри (фиг. 341, г, д), которые срываются с краев пластинки, смешиваются с жидкостью, расположенной за пластинкой, завихряют ее и создают зону с турбулентным движением жидкости. Вихри непрерывно сталкиваются, разбиваются, жидкость энергично перемешивается, увлекая и взвешеш1ые в ней частицы твердых тел и т. д. Такой будет и схема работы лопастной мешалки, согласно новейшим взглядам, которые с точки зрения качественной (фиг. 342) имеют все основания считаться безусловно правильными. Так как непрерывное образование вихрей требует, очевидно, соответствующей затраты энергии, то неизбежно возникает соответствующая сила сопротивления Р, которая эту работу совершает. Удельное давление на пластинку со стороны набегающего потока больше давления на заднюю поверхность пластинки, и, очевидно, будем иметь, относя вычисления к средним значениям давлений, [c.463]

Из других типов мешалок отметим дисковую мешалку Кребса (фиг. 315, а) и мешалку Тайфун, показанную на фиг. 316. Принцип действия мешалки Кребса, пригодной для перемешивания жидкостей с разными удельными весами, заключается в том, что жидкость снизу направляется вверх навстречу струям жидкости, поступающим сверху вниз. На валу а укреплены два ячейковых диска А (разрез которых показан на фиг. 315, б), вращающиеся в двух неподвижных цилиндрах 5. Как видно из фигуры, потоки жидкости сверху и снизу сталкиваются в пространстве Е между цилиндрами, где они перемешиваются и выбрасываются наружу для рециркуляции. Три крыла С не позволяют жидкости вращаться как целое. Пунктиром показана форма поверхности жидкости. [c.449]

Сосуды без перегородок. При перемешивании маловязких жидкостей в гладкостенных сосудах мешалкой любого типа появляется воронка. На рис. П-18 показана типичная форма потока, вызываемого аксиальнопоточными и радиальнопоточными мешалками в сосудах без перегородок. Образуется центральный вихрь [c.120]

Рнс. П-21. Форма потока, создаваемого про-. пеллерной мешалкой, установленной по оси. сосуда, в аппарате о отражательными перегородками. [c.122]

При классификации мешалок необходимо учитывать не только их форму, но и создаваемые ими потоки. Например, лопастная мешалка с прямыми лопастями при большой частоте вращения создает значительные радиальные потоки, т. е. работает как турбинная. Лопастная мешалка с наклонными лопастями при большой частоте вращения и значительном угле наклона лопастей приближается по своему режиму работы к пропел.терним. [c.231]

Из табл. -7 следует, что влияние геометрических параметров на теплоотдачу (и особенно таких важных, как зазор е между мешалкой и стенкой сосуда) изучено ещ,е слабо. Трудность заключается в том, что используются якорные мешалки различной формы. Кроме того, мешалки часто снабжаются дополнительными конструктивными элементами, перемешивающими центральные объемы жидкости. Эти элементы могут создавать добавочный осевой или радиальный поток, что значительно усложняет математическое обобш,ение результатов исследований. Отсюда становится понятным, почему значения постоянной С, представленные в табл. V- , так отличаются друг от друга. Помимо этого, расхождения в значениях величины С можно объяснить разным диапазоном значений критерия Рейнольдса в проведенных исследованиях. Поэтому пересчет постоянной для якорных мешалок не производился. [c.269]

На рис. 70 показаны наиболее распространенные формы насадок мешалок. Насадку в виде пропеллера (рис. 70, а) с различным числам лопастей (от 2 до 6) применяют наиболее часто. Такая насадка создает восходящий или нисходящий поток жидкости в месте расположения мешалки с противоположным движением жидкости вдоль стенок сосуда. Плоские и цилиндрические насадки (рис. 70, б, в, г) создают горизонтальное перемещение жид1ф-сти, причем изменение скорости движения жидкости от центра сосуда к его стенкам и по высоте зависят от формы и размеров насадки. Наилучшее перемешивание чистых и невязких жидкостей обычно достигается при большой скорости вращения и небольших размерах мешалки. [c.115]

Лопастные мешалки (рис. 63) представляют собой устройства, состоящие пз двух плп большего числа лопастей прямоугольной формы, закрепленных па вращающемся валу. Основное достоинство лопастных мешалок состоит в простоте и невысокой стоимости изго-то влеипя. Недостатком является пеполное перемешивание жидкости в объеме аппарата вследствие слабого потока жидкости вдоль оси мешалки. Лопастные мешалки перемешивают только те слои жидкости, которые находятся в непосредственной близости от лопастей. Лопастные мешалкп нельзя применять для неремоншванрга вязких жидкостей. [c.86]

Скорость свободного осаждения является функцией размера и формы частиц, плотности их, а также вязкости и плотности жидкости. Свободное осаждение твердых частиц наблюдается только при достаточно низком содержании твердой фазы в жидкости. Объемная доля твердых частиц Часто более важная характеристика, чем массовая доля. При концентрации твердой фазы до 30 объемн.% обычно наблюдается свободное осаждение твердых частиц. В этих случаях сразу после того как мешалка остановлена, частицы быстро осаждаются (при условии, что скорость свободного осаждения от 0,5 см сек и выше). Когда содержание твердой фазы составляетот 30 до 50 объемн.%, в зависимости от особенностей процесса может происходить как свободное, так и стесненное осаждение частиц. Если концентрация твердой фазы будет превосходить 50 объемн.%,,-ТО имеет место только стесненное осаждение. В этих случаях суспензия ведет себя как вязкая неньютоновская жидкость. При стесненном осаждении назначение перемешивания состоит в том, чтобы создать поток. во всем объеме взвеси, так как если твердая фаза полностью суспендирована, то оса дениё происходит, очень медленно. [c.124]

Простейшей формой непрерывного процесса является непрерывный зкерго- или массообмен в потоке. Однако в химической технологии до сих пор еще распространены и периодические процессы (переработка отдельных партий). Они применяются для получения большинства промежуточных продуктов, красителей,. чекарственных веществ, моющих и вспомогательных материалов (для текстильной промышленности), инсектофунгицидов, душистых веществ и т. д. Важнейшим аппаратом, используемым для таких процессов, является котел с мешалкой (см. рис. 70, стр. 251). Такие аппараты предпочитают, когда реакцию проводят со сравнительно небольшими количествами веществ, когда требуется большое реакционное пространство и реакция протекает медленно (необходимость длительного пребывания реакционной массы в аппарате), а также при образовании многофазных систем, когда приходится применять перемешивание, и в случае введения реагентов или подвода энергии через известные промежутки времени. [c.76]

Дьяконовым с соавторами [10] при исследовании гидродинамики обтекания твердых частиц в аппаратах с мешалками разработана интересная методика голографической интерферометрии, с помощью которой можно экспериментально определить распределение скоростей и концентраций в пограничном слое жидкости, обтекающей частицу. В результате использования такого бесконтактного метода исследования движения мелких частиц неправильной формы в режиме реального времени можно определить механизм переноса и на его основе разработать математическую модель процесса. Исследования проводились при значениях КСц в пределах от О до 2000 (Кед = = пР/у, где п — частота вращения мешалки, с I — длина лопасти мешалки, м V — кинематическая вязкость, м7с). Для твердых частиц размером около 1 мм толщина пограничного слоя составляла величину порядка 10—100 мкм (в зависимости от исследуемой системы). При количественной обработке голографических интер-ферограмм (погрешность составляла приблизительно 6 мкм) было установлено, что механизм течения жидкой фазы соответствует двухслойной модели (ламинарный подслой и ядро турбулентного потока). "При Кец >2000 (до 4000) величина бдам сокращается, по-видимому, за счет проницания пограничного слоя турбулентными пульсациями. [c.150]

Для экономичного использования энергии при перемешивании необходимо правильное сочетание турбулентности и потока массы. Количество каждого типа движения является функщюй физических свойств материалов, способа, которым они приводятся во взаимодействие Друг с другом, и формы смесительного сосуда. Мешалка сама по себе дает только механический эффект. Любой химический эффект является результатом переноса массы к поверхности раздела, где могут протекать реакции. [c.52]