5.1.3. Гидравлическое перемешивание

Простейший способ гидравлического перемешивания – перемешивание в трубопроводах при турбулентном течении перемешиваемой среды. Перемешивание происходит за счет турбулентных пульсаций. Для того чтобы произошло перемешивание смешивающихся жидкостей, требуется определенная длина трубопроводов.

Перемешивание газов и жидкостей возможно в трубопроводах путем искусственной турбулизации потока. Для этой цели в трубопроводе устанавливаются неподвижные детали, обеспечивающие многократное изменение величины и направления потока (рис. 5.6).

а) в)

б) г)

Рис. 5.6. Схемы устройств для перемешивания в потоке:

а – вставки из перегородок; б – диафрагменные вставки; в – винтовая вставка; г – струйный смеситель; 1 и 2 – входы компонентов смеси

Рассматриваемый способ перемешивания применим в случае взаимной растворимости и низкой вязкости компонентов жидкой смеси. Обязательное условие – развитая турбулентность потока.

Эффективное перемешивание жидкостей может быть достигнуто путем многократной циркуляции содержимого аппаратов при помощи насосов (рис. 5.7).

При разных плотностях жидкой смеси применяется вариант а.

Более интенсивно происходит перемешивание при сочетании циркуляционного насоса с эжектором (вариант б). В этом случае возникает циркуляция внутри самого аппарата в дополнение к внешнему циркуляционному контуру, создаваемому насосом.

а) б)

Рис. 5.7. Схемы циркуляционных смесителей: а – перемешивание с насосом; б – перемешивание с насосом и эжектором

Наряду с традиционными аппаратами перемешивания в промышленности используются специальные перемешивающие устройства. К ним, в частности, относятся вибрационные и пульсационные мешалки.

Контрольные вопросы

1. Что означает перемешивание, какие виды перемешивания Вы знаете?

2. Перечислите основные способы перемешивания жидких сред.

3. В чем заключаются основные характеристики процесса перемешивания?

4. Перечислите технологические назначения процессов перемешивания в жидкой среде.

5. Перечислите основные виды механических лопастных мешалок, в каких случаях они применяются?

6. Охарактеризуйте движение жидкости в аппарате с мешалкой.

7. Для каких целей устанавливаются отгораживающие перегородки в аппаратах для перемешивания?

8. Из каких соображений определяется мощность на механическое перемешивание? Как определяется критерий мощности ?

9. Приведите методику расчета мощности на механическое перемешивание.

10. В каких случаях применяется пневматическое перемешивание?

11. Как определяется требуемое избыточное давление для проведения пневматического перемешивания?

12. Назовите способы гидравлического перемешивания.

13. В каких случаях применяется гидравлическое перемешивание?

14. Почему гидравлическое перемешивание проводится только в турбулентном режиме движения потока?

15. Чем отличается от обычной формула модифицированного критерия Рейнольдса?