shop-mayki.ru
Главная Диета при язвеной болезни 12

Локализация боли при ин миокарда

Пластическая хирургия цены винница нос


Читать дальше

Может ли аспергиллез в желудке

Как удалить боль в суставе большого пальца на ноге


Читать дальше

Есть ли способ вылечить геморрой

Шишки хмеля для увеличения груди кто пробовал


Читать дальше

Механизм перехода желудочного содержимого в 12 дцати перстную кишку


отзывы диабетиков hydrosorb/гидросорб - гидрогелевые повязки

Специальные мешалки, создающие радиальный или тангенциальный поток. Пер-воначальный тип турбинной мешалки со статором был сложен по конструкции и поэтому, несмотря на свои преимущества, не получил распространении в промышленности. Впоследствии была сконструирована более простая и дешевая турбинная мешалка с ровными прямыми лопатками, нашедшая широкое применение в производстве. Однако и после создания этого типа турбинной мешалки работы по исследованию новых конструкций перемешивающих устройств, создающих радиальный поток, не были прекращены. В большинстве случаев выпуск новых конструкций мешалок диктовался только интересами конкурирующих фирм, а не тем, что они были более эффективны, чем турбинные мешалки с ровными прямыми лопатками, хотя фирменные каталоги иногда и содержат такие утверждения. На производстве изредка встречаются "трубчатые мешалки" обычно собственного производства. Их изготовляют из двух изогнутых труб, приваренных к вертикальному валу. Для увеличения скорости движения жидкости выходной конец мешалки иногда сужают, а входной расширяют. Направление течения жидкости определяется направлением вращения мешалки. Перемешивание производится потоком жидкости, вытекающей из трубок. Это- сравнительно эффективный тип мешалки для перемешивания в сосудах емкостью до 6 м3; ее применение ограничивается маловязкими ньютоновскими жидкостями, но для перемешивания суспензии или диспергирования она не годится.

Клеточная мешалка состоит из полого вала, связанного посредством перемычек с дном иди крышкой, к которым по окружности приварены прямоугольные лопатки. Перемешивание происходит за счет того, что жидкость подсасывается по центру и выталкивается в радиальном направлении между лопатками. Жидкость из мешалки вытекает в направлении стенок емкости и отражается от них вверх и вниз. .Пинии тока, следовательно, будут такими же, как и у турбинной мешалки . Направление засасывания жидкости определяется тем, открыт ли верх или низ мешалки. Устройства такого типа успешно применяются для растворения, перемешивания суспензий и при химических реакциях.

Радиальный пропеллер, называемый иногда также аксиальной турбинной мешалкой, создает смешанный аксиально-радиальный поток. Эта мешалка состоит из ровных или профилированных лопастей, закрепленных на вертикальном валу с наклоном 10 25е к плоскости вращения. Лопасти, в отличие от настоящих пропеллеров, заканчиваются плоским срезом, который является причиной возникновения радиального потока.

Это высокопроизводительная быстроходная мешалка с окружной скоростью 5-15 м'сек. Ее основные преимущества по сравнению с обычными пропеллерами, кроме создания радиального потока, заключаются в простоте конструкции, небольшой зависимости качества работы от расположения мешалки в емкости и широком диапазоне применения. Для гомогенизации и размешивания взвеси она применяется в аппаратах объемом до 20 м3, дли перемешивания суспензий ее можно использовать при содержании до 60% твердых частиц с максимальным диаметром до 2,5 мм и вязкостью до 20 нсек/м1 .

"Дисперсатор" -запатентованное перемешивающее устройство, в котором используется радиальный поток, создаваемый вращающимся цилиндром, открытым снизу, со щелевыми отверстиями на боковой поверхности. Мешалка заявлена как универсальная. Линии тока подобны возникающим при работе мешалки типа обычной водяной турбины. В зависимости от назначения регулируется число оборотов в пределах 10-50 об'сек при потреблении энергии от 0,5 до 2 кВт и перемешиваемом объеме 0,2 -6 м3. Диаметр мешалки очень мал (60 -150 мм). Таким образом, энергетически-это экономичная мешалка. Применяется для гомогенизации жидких смесей с вязкостью до 30 нсекм. диспергирования тонких твердых частиц и для образования мало

вязких эмульсий

На этой же идее основана шаровая мешалка- также запатентованное перемешивающее устройство . Это вращающийся шар с отверстием в нижней части и четырьмя отверстиями в стенке размещенными по его диаметру . Диапазон применения приблизительно такой же. как и у дисперсатора.

Специальные типы механических мешалок.

В этой группе объединены несколько мешалок новейшей конструкции, которые используются лишь в специальных случаях, но имеют предпосылки для более широкого распространения.

Прежде всего это дисковые мешалки. Быстро вращающиеся плоские диски, закрепленные на вертикальном валу, вызывают за счет трения между дисками и окружающей жидкостью градиент скорости в жидкости. Возникает течение жидкости от мешалки в тангенциальном направлении. Диск может быть плоским или сужающимся к периферии (сужающийся диск создает больший аксиальный поток. Для повышения насосного эффекта края диска снабжаются зубьями Принимая во внимание небольшой общий насосный эффект, всегда на валу закрепляют несколько дисков. Размеры дисков изменяются обычно в пределах (0,1-0,15)D.Это--наименьшие по диаметру мешалки. Максимальный перемешиваемый объем 4 м3. Окружная скорость очень велика (от 5 до 35 м'сек), что при небольших диаметрах соответствует очень высоким числам оборотов. Потребление энергии составляет 0,5-3 кВт для подвижных сред и 3,5-20 кВт для вязких смесей. Хотя этот тип мешалки разработан лишь несколько лет тому назад, он уже получил широкое распространение. Мешалки применяются для непрерывной экстракции, в лакокрасочной промышленности и при изготовлении взрывчатых веществ. Дисковая мешалка пригодна для перемешивания частиц твердых материалов вязкими жидкостями и для дезинтегрирования волокнистых веществ.

Диспергатор представляет собой плоский диск в направляющем цилиндре с очень малым зазором между ними. Перемешивающее устройство помещают у дна сосуда. Диспергирование осуществляется при прохождении жидкости и твердого вещества или двух несмешивающихся жидкостей между дном, статором и мешалкой. Собственно перемешивание происходит и в пространстве между направляющим цилиндром и стенкой аппарата. Для того чтобы обеспечить гомогенизацию смеси во всей емкости, на боковой поверхности направляющего цилиндра (на различной высоте) делают отверстия с перегородками, благодаря которым смесь различного состава возвращается в емкость. Потребление энергии при перемешивании объема 0,02 - 1.4м3 около 0.2 -20 кВт. Преимуществом мешалок описанных конструкций является небольшой вес, что позволяет применять их. даже при большом числе оборотов, на длинных консольных валах.

Ленточная мешалка, используемая в основном для перемешивания паст и тестообразных масс, может употребляться также для перемешивания легко текущих жидкостей, главным образом в горизонтальных емкостях.

Вращающиеся конусы можно применять для перемешивания в относительно широком диапазоне. Они выпущены сравнительно недавно и запатентованы. Мешалка представляет собой полый усеченный конус, закрепленный на вертикальном валу всегда большим основанием к дну сосуда. Обычно диаметр нижнего основания составляет (3/4-4/3)D. Перемешивание происходит за счет того, что жидкость, находящаяся в непосредственной близости к конусу, отбрасывается центробежной силой в окружающее пространство. Кроме того, вследствие разности окружных скоростей, которая обусловлена различием диаметров оснований конуса, жидкость просасывается через конус. Считают, что поток от конусной мешалки таков же, как и от турбинной мешалки с направляющим аппаратом.

Конусные мешалки пригодны для перемешивания жидких смесей и очень концентрированных суспензий с содержанием до 10% волокнистых веществ при максимальном объеме 200 м3. При перемешивании легко текущих жидкостей применяют отражательные перегородки. Для улучшения качества перемешиваний суспензий на одном валу закрепляют два конуса большими основаниями друг к другу. Вращающиеся конусы с конструктивной точки зрения очень просты. Это-прочные мешалки, которые легко предохранить от коррозии гуммированием или эмалированием, Конусная мешалка, применяющаяся в аппаратах для растворения, представляет собой два концентрических конуса с зубчатыми поверхностями, обращенными друг к другу. Один из конусов вращается, второй укрепляется неподвижно. Действие перемешивающих устройств этого типа основано на том же принципе, что и конусной мешалки. Комбинация большого насосного эффекта с режущим действием зубчатой поверхности обеспечивает большую скорость растворения. Однако в этом случае утрачивается основное преимущество конусных мешалок-простота их конструкции. Максимальная вязкость жидкостей, для перемешивания которых можно применять эти мешалки, не больше 100 нсек/мг. По данным изготовителя, эти мешалки потребляют меньше энергии, нежели мешалки всех других типов.

Установка механических мешалок в трубах. Если в трубопроводе должна протекать химическая реакция или если трубопровод слишком короток для гомогенизации какой-то смеси за счет турбулентности потока, то в нем (главным образом в коленах) устанавливают мешалки. Иногда они дополняются перегородками различной формы. Обычно в трубопроводах используют пропеллерные или турбинные мешалки, эффективные и при небольших диаметрах. Максимальная вязкость перемешиваемой массы 100 мн сек/м2. Используя перемешивание механиче-скими мешалками, в трубопроводе можно получать смеси жидкостей с газами (быстрая абсорбция), проводить гомогенизацию смешивающихся жидкостей и перемешивание жидкости с твердыми веществами, не вызывающими истирания. Таким образом, эти устройства пригодны, в основном, для приготовлении смеси, подаваемой в реактор, гомогенизации двух компонентов перед добавлением к третьему и приготовления смеси для гетерогенной реакции, эти устройства успешно применяются вместо колонн с поперечными перегородками при перемешивании жидкостей. Мешалки в трубопроводах позволяют сэкономить материал и обеспечивают непрерывную работу, поскольку опасность забивки трубопровода при наличии мешалки значительно меньше.

Вибрационные мешалки. Мешалки всех описанных типов вызывают поток жидкости в емкости, совершая вращательное движение. Если же заменить электродвигатель (или другой источник вращательного движения) вибратором, то мешалка будет совершать периодическое возвратно-поступательное движение, которое также вызовет перемещение жидкости. Используя для питания вибратора обычный переменный ток с частотой 50 периодов за секунду, можно менять положение мешалки в аппарате 100 раз за I сек. В этом случае может быть обеспечено очень интенсивное перемещение жидкости, а следовательно, и перемешивание. Известны две конструкции вибрационных мешалок:

1. Плоский перфорированный Диск, укрепленный на валу, перемещающемся вверх и вниз. Направление потока жидкости определяется профилированными отверстиями в диске. Энергетически эти мешалки очень экономичны, пригодны для перемешивания жидких смесей и суспензий твердых веществ. Особенно успешно их применяют в аппаратах, работающих под давлением, так как вал, движущийся в вертикальном направлении, уплотнить гораздо легче, чем вращающийся. Мешалки этого типа можно использовать как эмульгаторы или сбивалки.

2. Пластины, укрепленные на валу, совершающем частично вращательное движение и связанном с вибратором через привод. Мешалка пригодна дли тех же целей, что и первый тип, но лишена преимущества вертикального движения, так что не

обеспечивает особых выгод по сравнению с обычными механическими мешалками.

Мешалки, вызывающие передвижение перемешиваемой массы вверх и вниз, являются лучшим типом вибрационных мешалок.

По сравнению с вращающимися мешалками, действие которых определяется также трением жидкости о стенки емкости, их преимущество в том, что они создают вертикальное знакопеременное движение частиц, при котором не нужно так или иначе направлять движение потока. К тому же при вибрационном перемешивании не происходит образования воронки. Время, необходимое для растворения, гомогенизации или диспергирования, при вибра-ционном перемешивании существенно сокращается.

По фирменным данным , эмульсия 100 см3 парафинового

масла в 200 см3 воды, приготовленная 240 секундным взбиванием дисковой вибрационной мешалкой, начинает расслаиваться через 360 сек, тогда как эмульсия, полученная из тех же веществ с помощью вращающейся механической мешалки, расслаивается уже через 180 сек. Поверхность перемешиваемой жидкости, если мешалка установлена правильно, даже при больших амплитудах колебаний остается спокойной и ровной; не происходит ни разбрызгивания, ни повышенного испарения с поверхности.

В конструктивном исполнении мешалки ограничиваются длиной вала, которая, по имеющимся данным, не может быть более 2,5 м. Максимальный диаметр вала для аппаратов, работающих под давлением, d- 10 мм- При давлении до 10 Мн/мг применяют одну мешалку, а для давлений до 40 Л1н/м на одном валу укрепляют два диска. Диаметр мешалки 25-300 мм, объем жидкости в сосуде 0,02-2 м3.

Качающиеся для аппаратов автоклавы.

Применение механических мешалок работающих под давлением, а иногда и для сосудов, работающих без избыточного давления, требует часто очень сложного уплотнения. Как правило, применяют подшипники с лабиринтным уплотнением, которые дороги и имеют значительные размеры, что приводит к увеличению габаритов аппаратуры. Для большого производственного оборудования такие уплотнения целесообразны. В малых, полупроизводственных аппаратах стремятся обойтись без уплотнения. Вместо перемешивания содержимого автоклава механической мешалкой осуществляют перемешивание за счет качания самого аппарата.

Маятниковые мешалки. Механические мешалки, как правило, жестко закрепляются на крышке или на краю емкости. Если, однако, необходимо, чтобы поток жидкости, вызываемый мешалкой, достигал мест за какой-либо перегородкой или если нужно защитить мешалку от повреждений при ударах о куски загруженного материала, ее закрепляют на упругой подкладке, которая допускает некоторую свободу движения мешалки в емкости. Дня этого опору обычной пропеллерной мешалки с электродвигателем устанавливают на резиновой подкладке, закрепляя ее на крышке емкости. Таким образом, мешалка получает возможность двигаться в сосуде в пределах упругости этой подкладки, и, кроме вращательного, совершает также колебательное движение.

Иногда вместо резиновой подкладки применяют пружины, на которые крепят опору с передачей, электродвигателем и мешалкой. В обоих случаях упругость подкладки нужно рассчитывать так, чтобы мешалка не могла ударять о стенки сосуда .

Особым типом механических перемешивающих устройств являются качающиеся мешалки вакуум-фильтров, которые не создают в сосуде замкнутых циркуляционных контуров, как обычные мешалки, а обеспечивают перемешивание только за счет непосредственного перемещения жидкости самими лопастями.

Специфическая особенность работы этих мешалок-периодическое раскачивание жидкости в корыте.

Из довольно многочисленных конструктивных форм лопастей наилучшей является плоская, без вырезов. Для перемешивания концентрированных суспензий с крупными тяжелыми частицами (f>>2500 кг/м3) целесообразно применять лопасти скребкового типа.

Вспомогательные устройства для выпрямления потока перемешиваемой среды

Как уже несколько раз было отмечено, мешалка, расположенная в центре емкости, приводит в круговое движение все содержимое емкости, что вызывает образование вокруг вала воронки, которая может достичь мешалки и даже дна емкости. Движение жидкости при наличии воронки характеризуется особой сложностью, а процесс перемешивания имеет ряд недостатков:

Данные, полеченные в этих условиях, трудно перенести на другие системы.

Эффективная емкость аппарата уменьшается соответственно увеличению глубины воронки.

Скорость жидкости определяется скоростью кругового движения всего содержимого и поэтому градиент скорости будет минимальным.

Неравномерное распределение относительных скоростей, необходимое для получения турбулентности, будет ничтожным.

Коэффициент полезного действия мешалки при суспендировании, диспергировании и гомогенизации значительно уменьшается.

Способы выпрямления потока.

Как вытекает из предыдущих заключений, по величине объемного коэффициента полезного действия наиболее выгодны цилиндрические емкости, в которых при перемешивании не образуется воронки. Для всех операций химической промышленности необходимо интенсивное перемешивание, позволяющее сократить время перемешивания в аппаратуре как периодического, так и непрерывного действия. Преимуществом интенсивно работающих мешалок является большое число оборотов, при котором уменьшаются потери энергии в передаче. Все эти условия, однако, способствуют образованию центральной воронки. При использовании обычных быстроходных мешалок, которые наиболее распространены в настоящее время, нужно принимать специальные меры, препятствующие образованию воронки, например на пути спирального кругового движения жидкости в аппарате устанавливать отражательные перегородки. Согласно теории турбулентности, за каждой такой перегородкой образуются местные вихри, которые поддерживают общую турбулентность системы и неравномерное распределение скорости в жидкости. Другими мерами, препятствующими образованию

воронки, являются эксцентрическая установка мешалки или наклон вала мешалки к оси сосуда, а также применение направляющего аппарата. При ограничении воронкообразования в жидкости образуются потоки, движущиеся с различными скоростями, и вследствие трения между ними возрастает турбулентность. В дальнейшем изложении будут описаны основные устройства, применяемые для выпрямления потока жидкости в аппаратах с мешалками.

Отражательными перегородками называют неподвижные пластины прямоугольной формы, которые закрепляют в емкости в горизонтальном или вертикальном положении.

Горизонтальные перегородки над мешалкой или под ней, поток жидкости. Коэффициент полезного действия перемешивания, однако, при установке таких перегородок не увеличивается, и поэтому в настоящее время в про-мышленности их не применяют. Вертикальные перегородки или закрепляют у стенок емкости, или устанавливают в потоке перемешиваемой жидкости. Перегородки у стенки выгоднее с конструктивной точки зрения, так как их легче закрепить и они лучше сопротивляются ударам твердого кускового материала, загружаемого в аппарат. При проектировании необходимо правильно определить размер перегородок так, чтобы местные вихри, возникающие за ними, поддерживали турбулентность потока, т. е. чтобы перегородки вызывали возможно большее подсасывание. При неправильно выбранных размерах перегородок могут возникать местные завихрения, совершенно не влияющие на перемешивание всего объема. Улучшение условия перемешивания после установки перегородок шириной 0,1 D видно на рис., сделанном для той же системы и при том же числе оборотов, что и в случае, показанном на рис. Ширину отражательных перегородок принимают обычно в пределах (0,056-0,12)D.

При наличии перегородок, установленных в потоке, значительно улучшаются условия течения жидкости. На рис., изображена схема линий тока жидкости за перегородкой, установленной у стенки. В центре потока за перегородкой образуется местный вихрь. При размещении перегородок в потоке жидкости общее вихревое движение за отражательной перегородкой способствует образованию эффективной турбулентности. Схема линий тока в этом случае подобна так называемой вихревой дорожке кармана. На практике, однако, по конструктивным соображениям применяют преимущественно перегородки у стенок. Отражательные перегородки повышают турбулентность перемешиваемой жидкости, однако при этом, как было показано ранее, возрастает потребление энергии.

Для мешалок, не образующих центральной воронки, когда перегородки служат преимущественно для улучшения "разрезания" жидкости, выбор ширины перегородок и место их установки в аппарате не играют большой роли.

Пример перегородок специальной конструкции, которые служат стационарными лопатками, дополняющими трубчатые эмалированные мешалки, показан на рис. Основное назначение этих перегородок состоит в "разрезании" потока жидкости, стекающей с мешалки. Другим специальным типом устройства для выпрямления потока жидкости, в настоящее время представляющим лишь исторический интерес, но когда-то

широко применявшимся, является крестовидная перегородка на дне аппарата. Как видно из схемы линий тока, та кая перегородка очень хорошо выпрямляет поток. Однако работу такого устройства контролировать невозможно, а при перемешивании суспензий крестовина легко засоряется.

Также не применяются в настоящее время перегородки на поверхности перемешиваемой жидкости, которые как средство, препятствующее возникновению воронки вокруг вала мешалки, оказались малоэффективными.

Направляющие цилиндры (диффузоры).

Этот способ выпрямления потока, позволяющий создать эффективное течение и в тех частях емкости, которых обычно поток не достигает, применяется только для пропеллерных мешалок. Эти мешалки, как уже было сказано, имеют большое насосное действие. Таким образом, речь идет собственно о циркуляционном перемешивании содержимого емкости при весьма эффективном перемешивании вблизи мешалки. Турбулентность, вызванная потоком жидкости, вытекающей из направляющего цилиндра, только способствует перемешиванию.

Пропеллерная мешалка работает в этом случае как винтовой насос, который подсасывает часть жидкости в трубу и выбрасывает ее после прохождения через мешалку в перемешиваемую жидкость. Поток жидкости, вытекающей из диффузора, создает турбулентность за счет подсасывания, подобно потоку жидкости, выходящей из сопла.

Применение пропеллерной мешалки с направляющим цилиндром в аппарате для растворения показано на рис. Аппарат снабжен простой трехлопастной пропеллерной мешалкой, помещенной в короткой направляющей трубе близко над дном, чтобы обеспечить движение осаждающихся твердых частиц. Точно так же сконструирована мешалка для приготовления рассола. Одна пропеллерная мешалка обеспечивает перемешивание 250 м3 раствора. По фирменным данным в этом случае пропеллерная мешалка мощностью 3,5 кВт заменяет планетарную мешалку мощностью 12 кВт, причем время перемешивания сокращается с 75х103 до 14,5х103 сек.

Многорядные мешалки в соединении с направляющим цилиндром пригодны для реакторов с перемешивающим устройством. Такие мешалки могут также применяться для гомогенизации при многократном прибавлении различных примесей. Для приготовления суспензий используют пропеллерные мешалки с диффузором в комбинации с обычной пропеллерной мешалкой, поднимающей осевшие твердые частицы со дна аппарата. Такое устройство применяют, например, при отбелке пищевых масел. Для гидрогенизационного отверждения масел сконструированно оборудование, показанное на рис. Это-комбинация пропеллерной мешалки в направляющем цилиндре с вращающимися диском. Жидкость вытекает из цилиндра с большой скоростью и выбрасывается на диск, который увеличивает рассеяние частиц жидкости и катализатора. Катализатор приходит в соприкосновение с маслом в потоке водорода, подаваемого снизу. Аппарат снабжен змеевиком для нагревания. По этому же принципу работает пропеллерный абсорбер. Мешалка в этом случае засасывает жидкость с поверхности и выбра-сывается по направлению ко дну аппарата, где находится устройство для распределения газа. Поток жидкости, движущейся с большой скоростью, попадает на распределительное устройство и разбивает струю подаваемого газа на мелкие пузырьки, которые вместе с жидкостью проходят затем по всей высоте аппарата. Описанное устройство впервые было изготовлено для сатурации сахарного раствора.

Для ускорения кристаллизации предложено устройство, изображенное на рис. Кристаллы, осевшие на дно, поднимаются пропеллером, установленным в короткой направляющей трубе. Циркуляция зародышей кристаллов ускоряет процесс кристаллизации и способствует росту кристаллов. Для промывки бензина серной кислотой предложено устройство, которое обеспечивает подъем тяжелой кислоты со дна емкости и распределение ее по поверхности перемешиваемой жидкости. Преимуществом этой конструкции являются короткий вал и свободная подвеска пропеллера, исключающая коррозию подшипников.Поток жидкости вызванной пропеллерной мешалкой с направляющим цилиндром,подобно потоку,вытекающим из сопла, может перемешивать содержимое больших емкостей. Пропеллерная мешалка работает как встроенный насос. По окружности сосуда может быть установлено несколько мешалок, направляющие цилиндры которых соединены с центральным всасывающим каналом. Аппарат, показанный на рис, применяется для хранения и гомогенизации масла.

В запатентованном устройстве, названном супермешалкой, вместо обычного пропеллера применяют радиальный пропеллер. В направляющей трубе имеются отверстия, через которые жидкость из разных по высоте слоев засасывается в циркуляционную трубу. Прибавление одного из исходных веществ или подачу всех компонентов производит через специальную трубу непосредственно в зону засасывания. Загрузочная труба устроена так, что позволяет соединить последовательно несколько аппаратов. Предусмотрена также труба для подачи компонентов в верхнюю часть направляющего цилиндра. В этом случае достигается предварительное перемешивание веществ с циркулирующей жидкостью до того, как смесь подвергается интенсивной гомогенизации мешалкой. Кратность циркуляции регулируют подвижным порогом, Которым снабжен направляющий цилиндр. Таким образом, предварительное перемешивание можно отрегулировать в требуемом соотношении. Непосредственно перед мешалкой закреплено плоское направляющее кольцо, которое увеличивает сдвиг слоев жидкости, вытекающей из мешалки, и поддерживает радиальное течение. Готовая жидкая смесь вытекает через сливную трубу. Аппарат, кроме того, снабжен трубой дли выгрузки твердых частиц, осевших на дно, которые иначе не могли бы быть удалены из аппарата. В этой трубе поддерживается небольшое избыточное давление. Вытекающая суспензия поступает в ту же сливную трубу, что и жидкость, благодаря чему на выходе из аппарата можно снова получить смесь жидкости и твердого вещества. Аппарат описанной конструкции можно использовать как в периодическом, так и в непрерывном производстве. Высокая интенсивность перемешивания, а также возможность регулирования циркуляции делают этот аппарат пригодным для проведения химических реакций. Средняя окружная скорость мешалки 8 м/сек, отношение djD изменяется в пределах 0,25-0,3, т. е. является обычным для радиальных пропеллеров. Пропеллер размещается над дном аппарата на расстоянии, приблизительно равном диаметру мешалки. Основные размеры и мощность супермешалок, по фирменным данным, приведены в таблице.

Конструктивный вариант, изображенный на рис. 1, позволяет применять супер мешалку как абсорбер. Особым в этом аппарате является только способ подачи воздуха для создания циркуляции. Для регулирования циркуляции устанавливается специальная циркуляционная труба, в которую приблизительно на половине ее высоты подается воздух. Такое устройство облегчает циркуляцию, так как мешалка будет поднимать не жидкость, а газожидкостную смесь.

Для интенсификации реакций, протекающих в системах газ-жидкость, сконструирована мешалка всасывающего типа, изображенная на рис. 2. Полый вал и лопасть мешалки выполнены из труб, сообщающихся и сочлененных перпендикулярно. Число оборотов мешалки в зависимости от объема аппарата изменяется в пределах от 16 (для емкости 0,01 м3) до 6 -7 (для емкости 5 м3). Диаметр выбирается, как обычно для быстроходных мешалок, из соотношения D/dм-3-4. Концы трубки-лопасти срезаны под углом 45° к оси. Срез должен находиться на тыловой стороне лопасти.

При вращении мешалки скорость ее движения больше скорости движения жидкости. Плоскость среза мешалки отрывается от прилегающего к ней слоя жидкости, поэтому за плоскостью возникает разрежение, приводящее к всасыванию газа, которое (через полый вал) может происходить как от посторонних источников вне реактора, так и изнутри реактора. В первом случае верхнюю часть вала с помощью специальной муфты либо колпачка соеди-няют с источником подачи газа; во втором-просверливают несколько отверстий в нижней части вала над уровнем жидкости и вводят газ внутрь реактора.

При работе в агрессивных средах, например в кислотах или сернистом газе, мешалку защищают кислотостойким покрытием (гуммируют, покрывают лаком и др.) или выполняют из специальной стали.

В аппаратах, работающих при высоком давлении и, особенно, если среда токсична или взрывоопасна, т.е., в условиях, когда применение обычных сальников недопустимо из-за возможности утечки реагирующих веществ, интенсивное перемешивание жидкостей вязкостью до 50 мн сек/м3 ,может быть достигнуто при использовании экранированного электродвигателя.

Сущность этой конструкции привода заключается в следующем: на верхнюю часть вала пропеллерной мешалки насажен ротор обычного асинхронного электродвигателя 1. Ротор закрыт неподвижной экранирующей гильзой 2 из немагнитной аустинитной стали, обладающей высокой механической прочностью и большим электросопротивлением. Гильза герметизирует аппарат, воспринимая давление среды. На гильзу насажен статор 3 асинхронного электродвигателя. Вращающийся магнитный поток статора проникает сквозь неподвижную гильзу и приводит во вращение ротор, а с ним и мешалку 4, Благодаря отсутствию сальника возникает возможность сообщить валу мешалки практически любую скорость вращения с сохранением полной герметичности реактора. В лабораторных реакторах и автоклавах скорость вращения вала мешалки составляет 50 об/сек, в промышленных-обычно 25 об/сек. Перемешивающее устройство реактора,мешалка, расположенное в его верхней части, представляет собой встроенный осевой насос, состоящий из мешалки, направляющего аппарата 5 и диффузора б.

Перемешивающее устройство,мешалка, может быть помещено в циркуляционную трубу, оформленную в виде теплообменной камеры 7. Для увеличения поверхности теплообмена камеру иногда снабжают вертикальными ребрами 8, благодаря которым удельная поверхность теплообмена доводится до 25 м2/м3, т. е. достигает той же величины, что и в обычных реакторах со встроенными трубчатыми теплообменниками. Реагирующая жидкость проходит через мешалку со скоростью около 2 м/сек и циркулирует в реакторе со скоростью порядка 0,5-1 м/сек, что обеспечивает общий коэффициент теплопередачи до 460 вт/(м3-град).

Реактор с герметичным приводом мешалки может быть использован во многих процессах, протекающих со значительным тепловым эффектом и требующих малого времени контакта.

Эксцентрично размещенные мешалки.

Турбинные и пропеллерные мешалки в цилиндрической емкости иногда устанавливают так, что ось вала мешалки не совпадает с осью емкости.

При эксцентричном расположении мешалки с вертикальным валом обе оси остаются параллельными. Образование воронки в этом случае затрудняется из-за того, что скорость, с какой жидкость ударяется о стенки, в разных точках по периметру емкости будет различной, так как разными оказываются пути пробега жидкости от оси вращения мешалки до стенки емкости. Неравномерное распределение скорости поддерживает турбулентность, возникающую при работе пропеллерной или турбинной мешалки. Турбинные,пропеллерные и другие мешалки с радиальным потоком можно применять в этом случае, как и при наличии четырех отражательных перегородок, т.е. без опасения, что возникнет центральная воронка. Для пропеллерных мешалок с аксиальным потоком различие расстояния от оси мешалки до стенки емкости, о которую ударяется жидкость, сбрасываемая пропеллером, не оказывает такого влияния на условия работы пропеллерной мешалки, но при большом числе оборотов существует опасность возникновения центральной воронки. Ось воронки будет расположена симметрично

оси вала пропеллерной мешалки по отношению к оси емкости. КПД перемешивания при этом существенно не меняется, конечно пока глубина воронки не будет настолько велика, что она достигнет мешалки. В этом случае мешалка начнет засасывать воздух, будет испытывать удары о жидкость, и КПД снизится.

Для пропеллерной мешалки, как уже было сказано выше, очень важно расположение их в аппарате,емкости. В целях ограничения воронко образования,пропеллерные мешалки лучше устанавливать не эксцентрично, а на валу, наклоненном по отношению к оси емкости. В этом случае пропеллерная мешалка может применяться без от-ражательных перегородок при таком же числе оборотов, как и в случае центрального расположения, но с четырьмя перегородками. На рис., изображены линии тока, возникающие при работе двухрядной пропеллерной мешалки. Один из пропеллеров находится вблизи поверхности и может вызывать образование воронки. Связанное с этим снижение к. п. д. перемешивания незначительно, и потому этот прием иногда даже специально используют для введения воздуха в жидкость при ее аэрации.

МОЩНОСТЬ, потребляемая мешалками, установленными эксцентрично или с наклонным расположением вала, определяется как для мешалки такого же типа и величины, ось вала которой совпадает с осью емкости, снабженного четырьмя отражательными перегородками шириной 0,1 диаметра аппарата.

Интенсивность перемешивания, оцениваемая по определяющему числу оборотов, при наклонном расположении вала пропеллерной и турбинной мешалки уменьшается примерно на 10-12%.

Источник: http://www.smp-t.ru/


Постинфарктный кардиосклероз и инвалидность