Перемішування

Перемішування

План

1.     Загальні відомості.

2.     Улаштування мішалок.

         1. Перемішування широко застосовують в хімічній промисловості для приготування суспензій, емульсій і розчинів. За допомогою перемішування досягається тісне зіткнення частинок і безперервне оновлення поверхні взаємодії речовин. Внаслідок цього при перемішуванні значно прискорюються процеси масообміну, наприклад розчинення твердих речовин у рідинах, процеси теплообміну і протікання хімічних реакцій.

          Перемішування використовують для прискорення абсорбції, випарювання та інших основних процесів хімічної технології.

         Найбільш поширеним способом змішування в рідких середовищах є механічне перемішування за допомогою мішалок, забезпечених лопастями тієї чи іншої форми. Крім механічного перемішування, застосовують також перемішування стисненим повітрям. Іноді рідини перемішують багаторазовим їх перекачуванням насосами через апарат, тобто шляхом циркуляції в замкнутому контурі. Останні два способи потребують порівняно великої витрати енергії, а перемішування повітрям пов’язано з можливим окисленням або випаровуванням продуктів.

          Основними характеристиками будь-якого процесу перемішування є: витрата енергії і ефективність перемішування.

         Механічні мішалки розділяються по влаштуванню лопастей на наступні групи:

1) лопастеві - з плоскими лопастями;

2) пропелерні - з гвинтовими лопастями;

3) турбінні;

4) спеціальні (якірні та барабанні).

Лопастні мішалки

         Найпростіші лопастні мішалки мають дві плоскі лопасті, встановлені у вертикальній площині, тобто перпендикулярно до напрямку обертання. Лопасті укріплені на вертикальному валу, який приводиться в обертання від зубчастої передачі і робить 12-80 об/хв.

        При малих числах обертів мішалки рідина здійснює круговий рух, тобто обертається по окружностях, що лежить в горизонтальних площинах, в яких рухаються лопасті. В цих умовах відсутнє змішування різних шарів рідини і інтенсивність перемішування низька.

Інтенсивність перемішування зростає із збільшенням числа обертів; однак ще швидше збільшується потужність, споживана мішалкою.

          При круговому русі рідини на її поверхні під дією відцентрової сили утворюється воронка, глибина якої зростає зі збільшенням числа оборотів. Утворення воронки веде до погіршення використання ємності посудини.

Вихровий рух рідина набуває при установці в посудині з мішалкою відбивних перегородок у вигляді вертикально поставлених смуг. При обтіканні рідиною перегородок за ними утворюються зона зниженого тиску, в якій виникають вихори. При зростанні числа обертів вихори відриваються від перегородок і рухаються в напрямку обертання лопасті. У разі подальшого збільшення числа оборотів виникає безладний вихровий рух рідини, при цьому вихори соударяються один з одним по всьому об'єму рідини. У цих умовах досягається висока рівномірність та інтенсивність перемішування. У той же час при наявності перегородок, що перешкоджають обертанню усієї маси рідини, різко знижується глибина воронки. Зазвичай достатньо чотирьох симетрично встановлених радіальних перегородок для поліпшення перемішування.

         Для кращого перемішування всього об'єму рідини в посудині на валу встановлюють кілька пар горизонтальних лопастей, тобто застосовують багато лопастні, а також рамні мішалки, що складаються з декількох горизонтальних і вертикальних, а іноді і похилих плоских лопастей. Рамні мішалки відрізняються міцністю і придатні для перемішування в'язких рідин.

          Переваги лопастних мішалок: простота пристрою і дешевизна виготовлення.

         Недоліки: низька інтенсивність перемішування в'язких рідин.