Mechanické míchání se provádí V aparátech, které obecně nazýváme míchací zařízení s mechanickým (rotačním) míchadlem

• Důležitým parametrem je účinnost míchání, která udává, při jaké spotřebě energie lze dosáhnout požadovaného technologického výsledku

• Nejčastějším důvodem míchání je

  • homogenizace – dosažení rovnoměrného rozptýlení určité složky nebo teploty v celém objemu

  • suspendace (u systému s-l) – snaha, o udržení pevných částic ve vznosu

  • dispergace – mícháním se vytvářejí dvoufázové soustavy s velkým mezifázovým povrchem v systémech nemísitelných kapalin a kapalina-plyn, velký mezifázový povrch je důležitý pro intenzifikaci sdílení hmoty, v případě nemísitelných kapalin dispergujeme jednu fázi do druhé ve formě kapiček, podle velikosti kapiček se systémy rozlišují na

    • emulze

    • kapalinové disperze

Míchací aparát

• Nádoba obvykle válcového tvaru s rovným, popř. klenutým dnem

• V nádobě je hřídel, na které je umístěno míchadlo, nebo více míchadel nad sebou

• Hřídel poháněna elektromotorem přes řemenové nebo zubové převody, je uchycena pomocí ložisek a utěsněna ucpávkou

• Hřídel nejčastěji umístěna svisle (šikmé nebo vodorovné umístění obvykle jen pro velkoobjemové zásobníky)

• Uvnitř nádoby také různé vestavby – stěnové narážky, topný had, usměrňovače toku

• Míchadlem se koná práce, činností míchadla získává kapalina hybnost a tím dochází ke složitému proudění uvnitř nádoby

• Míchadla

  • Rotační – dle frekvence otáčení se dělí na

    • Pomalooběžná – kotvové, pásové, šnekové, listové, používají se pro vysokoviskózní kapaliny o viskozitách 0,1 až 100 Pa s, obvodová rychlost konců lopatek nepřesahuje 1,5m/s

    • Rychloběžná – lopatková, turbínová, vrtulová, užívají se pro nízkoviskózní kapaliny (cca viskozita vody)

• Při užití rychloběžných míchadel se do míchací nádoby obvykle umisťují ještě stěnové narážky o šířce odpovídající asi desetině průměru nádoby, které zvyšují intenzitu turbulence – zlepšení promíchávání, brání tvorbě středového víru a potlačují tangenciální proudění

• Podle charakteru proudění rozdělujeme míchadla na

  • Axiální – vytvářejí v nádobě proudění, jehož proudnice jsou převážně rovnoběžné s osou hřídele a také hlavní proud opouštějící oblast míchadla je orientován souběžně s osou hřídele (vrtulová, lopatková se šikmo skloněnými lopatkami)

  • Radiální – vytvářejí proudění radiálního směru, hlavni proud opouštějící oblast míchadla je kolmý na osu hřídele

  • Tangenciální – vytvářejí převážně tangenciální proudění v rovinách kolmých na osu míchadla (převážně pomaloběžná lopatková nebo kotvová míchadla, popř. rychloběžná míchadla v nádobě bez narážek)

• Jedním z rozhodujících faktorů pro výběr vhodného míchadla je jeho příkon – mechanická energie předaná z míchadla do míchané vsádky, příkon se zjišťuje z experimentálně zjištěné příkonové charakteristiky – bezrozměrná závislost příkonového kritéria P₀ na modifikovaném Re pro míchání Re_M, Freudově kritériu Fr_{M­­ ­} ­a různých geometrických poměrech Γ, které vyjadřují např. poměr průměru míchadla k průměru nádoby (D/d), poměr výšky míchadla nad dnem nádoby k průměru míchadla (C/d)

• Reynoldsovo kritérium

• Freudovo kritérium

• Příkonové kritérium

, kde P_M …příkon míchadla, d – průměr míchadla, n…frekvence otáčení míchadla

• V oblasti s plně rozvinutou turbulencí již P₀ rychloběžných míchadel nezávisí na Re, v případě že v míchací nádobě jsou umístěny stěnové narážky, neuplatní se při popisu vliv gravitačního zrychlení g a tím tako vliv Fr