2.2.1 Конструкции механических мешалок

<== Возврат к разделу 2.2
2.2.1 Конструкции механических мешалок
По типу организации потоков жидкости
в аппарате различают мешалки, обеспечивающие преимущественно тангенциальное,
î ñåâî å
радиальное или осевое течение (рисунок
ðàäèàëüí î å
2.13). В промышленных аппаратах с мешалками возможны различные сочетания этих
типов течения. По устройству лопастей разòàí ãåí öèàëüí î å
личают мешалки лопастные, пропеллерные,
Рисунок 2.13 Виды течений турбинные, дисковые и специальные.
Лопастные мешалки (рисунок
2.14) создают в аппаратах тангенциальные и радиальные потоки, применяются для перемешивания взаимнорастворимых маловязких жидкостей
Рисунок 2.14. Лопастная мешалка ( < 0.05 Пас), суспензирования легких осадков, медленного растворения
кристаллических веществ. Основные параметры:
- диаметр мешалки dм = 802500 мм,
- отношение высоты лопасти к диаметру hм/dм = 0.1,
- критерий гидродинамического подобия ГD = D/dм =1.52.5,
- частота вращения n =1590 1/мин,
- коэффициент гидравлического сопротивления = 0.88.
Достоинства: простота конструкции и низкая стоимость, надежность в
работе, малая энергоемкость. Недостаток - малая интенсивность перемешивания.
К лопастным относят также рамные и
якорные мешалки (рисунок 2.15), применяемые для перемешивания вязких и тяжелых
жидкостей (  10
Пас), суспензирования
в вязких средах. Их
использование для интенсификации теплообмена в аппаратах с
рубашками или змеевиками уменьшает заа)
б)
грязнение теплопереРисунок 2.15 Разновидности лопастных мешалок
дающих поверхностей.
а) рамная, б) якорная
Для рамных и якорных мешалок: n = 1060 1/мин, dм = 200-2500 мм, = 1.28.
Параметры рамных: ГD = 1.11.3, hм/dм = 0.81, s/dм = 0.07,
якорных: ГD = 1.151.5, hм/dм = 0.7, s/dм = 0.1.
Пропеллерные (трехлопастные) мешалки (рисунок 2.16) создают в
аппарате преимущественно осевые потоки и
применяются для интенсивного перемешивания маловязких жидкостей, взмучивания
осадков (до 10% твердой фазы, размеры
частиц до 0.15 мм), для приготовления суспензий и эмульсий. Основные параметры:
- dм = 802500 мм,
- ГD = 36,
- n = 1001000 1/мин,
- = 0.56.
Для улучшения циркуляции жидкости мешалку иногда устанавливают внутри дифРисунок 2.16 Трехлопастная фузора. Достоинства: высокая интенсивность перемешивания при небольшом расмешалка
ходе энергии, невысокая стоимость. Недостатки: малая эффективность перемешивания вязких жидкостей ( > 0.5
Пас), ограниченный объем интенсивно перемешиваемой жидкости, непригодность для смешивания жидкостей с твердыми веществами большой плотности.
Турбинные мешалки (рисунок 2.17) могут быть открытые и закрытые.
а)
б)
Рисунок 2.17 Турбинные мешалки
а) открытая, б) закрытая
Они создают в аппарате преимущественно радиальные потоки, а при расположении лопаток под углом также осевые, применяются для интенсивного
перемешивания вязких жидкостей ( < 1 Пас для открытых и  < 5 Пас для
закрытых), тонкого диспергирования и быстрого растворения, получения
суспензий, содержащих до 60% твердой фазы с размерами частиц до 1.5 мм
для открытых и до 2.5 мм для закрытых мешалок. Закрытые мешалки иногда
устанавливают внутри неподвижного направляющего аппарата с изогнутыми
лопатками. Основные параметры:
- dм = 802500 мм,
- ГD = 36,
- n = 100350 об/мин,
- = 8.4.
Турбинные мешалки отличает высокая интенсивность, эффективность перемешивания вязких жидкостей, пригодность для организации непрерывных
процессов. Недостатки: сложность изготовления, высокая энергоемкость,
высокая стоимость.
Наиболее популярные разновидности дисковых мешалок – фрезерная и
"пила" (рисунок
2.18). Это быстроходные мешалки,
создающие в аппаратах интенсивные радиальные потоки.
Применяются для
приготовления малоконцентрированных
а)
б)
монодисперсных
Рисунок 2.18 Дисковые мешалки
суспензий (≤ 20%
а) фрезерная, б) "пила"
твердой фазы, размер
частиц от 1 до 10 мкм) и взаимнорастворимых жидкостей в объеме до 4 м 3.
Основные параметры:
- dм = 80800 мм,
- ГD = 36,
- n = 3503500 1/мин,
- = 1.5.
При высокой интенсивности перемешивания и небольшой энергоемкости эти
мешалки недороги и просты в изготовлении, надежны в работе.
К специальным (рисунок 2.19) относят мешалки, менее распространенные, чем рассмотренные выше, например используемые для реализации конкретных процессов или сравнительно новые.
Вибрационные мешалки, валы которых движутся возвратнопоступательно, применяются для осуществления перемешивания в аппаратах
объемом до 3 м3 преимущественно при повышенном давлении. Замена традиционных мешалок на вибрационные обычно приводит к снижению затрат
энергии на перемешивание и сокращению времени, необходимого для растворения, эмульгирования, суспензирования.
а)
б)
в)
г)
Рисунок 2.19 Специальные мешалки
д)
а) вибрационная, б) клетьевая, в) импеллерная, г) ленточная, д) шнековая
Барабанные (клетьевые) мешалки создают значительный осевой поток и
применяются для проведения газожидкостных реакций, получения эмульсий,
взмучивания осадков при отношении высоты столба жидкости в аппарате к
диаметру мешалки не менее 10. Валы всасывающих (импеллерных) мешалок
помещают внутри неподвижной газоподводящей трубы, на конце которой
установлен статор с лопастями. Их применяют для обеспечения хорошего
контакта газа с жидкостью при интенсивном перемешивании. Для перемешивания высоковязких сред и неньютоновских жидкостей применяют ленточные и шнековые мешалки.
<== Возврат к разделу 2.2