Перемешивание

Перемешивание – это процесс многократного относительного перемешивания макроскопических объемов среды.

Цели перемешивания:

1. равномерное распределение твердых частиц в жидкости;

2. получение неоднородной смеси;

3. ускорение химических и тепломассообменных процессов.

Процесс перемешивания характеризуется интенсивностью и эффективностью, а также расходом энергии на его проведение.

1) Интенсивность перемешивания – это количество энергии, вводимое в единицу времени в единицу объема перемешивания среды . Чем выше интенсивность перемешивания, тем больше энергетические затраты.

2) Эффективность перемешивания – это параметр, характеризующий качество проведения процесса.

В зависимости от назначения перемешивания эту характеристику выражают различным образом.

Виды перемешивания:

1. Механическое перемешивание с помощью мешалки;

2. Пневматическое перемешивание (барботажное);

3. Циркуляционное перемешивание с помощью насоса;

4. Статическое перемешивание – перемешивание в потоке.

Механическое перемешивание получило наибольшее распространение в химической промышленности. Перемешивание осуществляется по средством мешалок, которые представляют собой вращающийся вал с закрепленным на нем лопастями различной формы.

В ращение мешалок вызывает движение жидкости, структура потока в которой зависимости от типа аппарата и типа мешалки. Так для пропеллерной мешалки структура потока следующая:

Достоинства мешалок:

1. Высокая эффективность;

2. Достаточно низкая потребляемая энергия.

Недостатки мешалок:

1. Сложность использования в сильно агрессивных средах;

2. Сложность изготовления уплотнительных устройств.

Пневматическое перемешивание осуществляется пропусканием газа через жидкость, с этой целью устанавливают газораспределительную решетку или используют барботер, который представляет собой расположенные по дну аппарата трубы с отверстиями, с помощью которых осуществляется барботаж газа через слой обрабатываемой жидкости.

Подобное перемешивание является малоинтенсивным процессом. Расход энергии при этом выше, чем при механическом.

Пневматическое перемешивание применяется в следующих случаях: когда допустим контакт газа и жидкости; при наличии маловязких жидкостей; при работе с агрессивными средами. Пневматическое перемешивание не применяется для обработки летучих жидкостей (в связи со значительными потерями перемешиваемого продукта.

Циркуляционное перемешивание – это многократное перемещение жидкости через схему: аппарат – циркуляционный насос – аппарат, т.е происходит перемешивание жидкости по замкнутому контуру:

а) смеситель с циркуляционным насосом

Недостатками такого вида перемешивания является: низкая эффективность.

Статическое перемешивание: используются различные вставки трубопровода, которые называются турбулизаторы:

Недостаток: большие потери энергии.

Самостоятельно: