Разработаны и испытаны аппараты с вибрационным перемешивающим устройством в виде перфорированных дисков (рис. 1).
Внутри сосуда 5 находятся два горизонтальных диска 6, укрепленных на штангах 7 вибропривода. При вращении коленчатого вала 1 штанги с дисками совершают вертикальные колебания частотой 20-40 Гц и амплитудой 3-6 мм. Диски перфорированы конусными отверстиями, через которые выбрасываются струи жидкости в направлении, противоположном направлению движения диска. При этом происходит интенсивное перемешивание среды, сопровождаемое ее циркуляцией в сосуде.
Читать полностью »
По конструктивному исполнению такие аппараты можно разделить на две группы: аппараты с излучателями колебаний (вибраторами, пульсаторами), установленными в реакционном объеме, и аппараты с вибрацией всего реакционного сосуда. В качестве вибраторов используются устройства, в которых механическая или электромагнитная энергия преобразуется в кинетическую энергию колебаний жидкости или суспензии.
Читать полностью »
Эффективность работы таких аппаратов в значительной мере определяется эффективностью и надежностью работы излучателей колебаний. Последние преобразуют механическую, электрическую, магнитную, тепловую или химическую энергию в кинетическую энергию колебательного движения жидкости. Поэтому их называют также преобразователями. Любой преобразователь в общем виде представляет собой устройство, к которому с одной стороны подводится энергия, а с другой отводится ее преобразованная часть. Плотность потока энергии (количество энергии, доставляемое потребителю в единицу времени через единицу площади) пропорциональна разности соответствующих потенциалов и обратно пропорциональна сопротивлению системы преобразователь – обрабатываемая среда. Последняя состоит из внутреннего сопротивления преобразователя и внешнего сопротивления среды (нагрузки).
Для эффективного использования преобразователей существенное значение имеет согласование этих сопротивлений. Практически сопротивление нагрузки должно в 10-15 раз превышать внутреннее сопротивление преобразователя. В большинстве случаев для этого используются специальные согласующие устройства в виде диафрагм и волноводов различной формы (экспоненциальный, конический, ступенчатый и др.). Для сохранения колебательной скорости поверхности преобразователя или ее увеличения применяют волноводы- концентраторы. Чтобы достигнуть больших к. п. д. преобразователя, нужно уменьшить число ступеней преобразования и повысить к. н. д. каждой ступени, согласовав параметры преобразователя и нагрузки.
Читать полностью »
Перемешивание широко применяется в химических производствах для получения эмульсий, суспензий и смесей твердых веществ, а также для интенсификации процессов массо- и теплообмена. Интенсивное перемешивание материалов необходимо для успешного проведения многих химических процессов непрерывным способом.
Перемешивание и химическая реакция могут проводиться раздельно или совпадать во времени и в пространстве.
В первом случае применяют собственно аппараты для перемешивания (смесители), во втором случае перемешивание проводят непосредственно в реакционных аппаратах, имеющих приспособления для перемешивания (мешалки).
Выбор метода перемешивания и аппаратуры обусловливается в первую очередь агрегатным состоянием перемешиваемых материалов.
Механические мешалки по конструкции весьма разнообразны; ниже будут рассмотрены лишь некоторые распространенные типы мешалок.
Читать полностью »
Аппараты для перемешивания твердых сыпучих и тестообразных материалов можно по конструкции разбить на несколько групп:
- смесители с вращающимися лопастями;
- шнековые смесители;
- смесовые барабаны;
- смесители с поступательно-движущимися лопастями.
Последние применяются для перемешивания значительных количеств твердых материалов, расположенных на большой площади в тонком слое (например, для перелопачивания солода), и в химической промышленности почти не используются.
Смесители с вращающимися лопастями.
Для перемешивания сыпучих и тестообразных тел широко применяют смесители с мешалками, состоящими из двух параллельно установленных горизонтальных роторов специальной формы. Роторы вращаются в противоположные стороны в корытообразном сосуде, дно которого имеет форму двух полуцилиндров.
Читать полностью »
Перемешивание жидкостей часто проводят путем пропускания через них мелких пузырьков газа (воздуха) или пара. Такое перемешивание называют барботированием, а соответствующие приспособления барботерами. Способ перемешивания путем барботирования газа или пара является весьма простым и применяется особенно часто в тех случаях, когда одним из перемешиваемых веществ является газ или воздух, или когда одновременно с перемешиванием ведут нагрев «острым» паром.
Простейшее приспособление для барботирования состоит из открытой трубы, опущенной до дна резервуара с перемешиваемой жидкостью.
Воздух выходит через нижний конец трубы и, поднимаясь кверху, увлекает за собой частицы жидкости. При этом возникают токи жидкости, интенсивностью которых возрастает (до некоторого предела) с увеличением скорости воздуха.
Читать полностью »
Механическое перемешивание осуществляется при помощи перемешивающих устройств, так называемых мешалок.
Мешалка состоит из одной или нескольких пар лопастей различной формы, которые закреплены на валу, приводимом во вращение непосредственно от электродвигателя или от трансмиссии (при помощи зубчатой, червячной или фрикционной передачи).
В зависимости от устройства лопастей мешалки можно разделить на следующие четыре группы:
- лопастные с плоскими лопастями;
- пропеллерные с винтовыми лопастями;
- турбинные мешалки;
- специальные мешалки.
Основными факторами, характеризующими работу мешалок, являются:
- потребляемая мощность;
- эффективность перемешивания.
Применение теории подобия позволило перейти от эмпирических расчетов механических мешалок к отысканию общих закономерностей и формул, достаточно правильно отражающих действительные условия работы мешалок. Читать полностью »
Перемешивание
Перемешивание является очень распространенным процессом в химической и смежных с ней отраслях промышленности, а также в повседневной жизни. Оно может осуществляться в трубопроводе, через который протекает жидкость, в перекачивающем насосе, на тарелке ректификационной колонны и т. д., а также в аппаратах с мешалками, предназначенных специально для этой цели. Перемешивание может протекать самопроизвольно, например за счет диффузии компонентов системы, или же принудительным путем вследствие подвода к системе извне механической энергии, например с помощью мешалок.
Термин «перемешивание» означает соединение объемов различных веществ с целью получения однородной смеси, например растворов, эмульсий, суспензий и т. п.
В книге рассматривается процесс перемешивания с применением механических мешалок (так называемое механическое перемешивание).
Читать полностью »