7 Перемешивание в жидких средах. Основные типы мешалок. Расход энергии на перемешивание.

Процесс перемешивания в жидких средах применяется для приготовления суспензий, эмульсий и получения гомогенных систем (растворов), а также для интенсификации химических, тепловых и диффузионных процессов. В последнем случае перемешивание осуществляют непосредственно в предназначенных для проведения этих процессов аппаратах, снабженных перемешивающими устройствами.

Перемешивание в жидкой среде осуществляется тремя основными способами:

механическим –процесс ведут с помощью вращающегося устройства;
пневматическим (барботажный) –пропускание сжатого газа через жидкость;
циркуляционным –многократное перемещение среды за счет давления насоса;
статическое.

Конструкции мешалок. Механические перемешивающие устройства состоят из трех основных частей: собственно мешалки, вала и привода. Мешалка является рабочим элементом устройства, закрепляемым на вертикальном, горизонтальном или наклонном валу. Привод может быть осуществлен или непосредственно от электродвигателя (для быстроходных мешалок), или через редуктор, или клиноременную передачу. По конструкции перемешивающих устройств (рис. 2.50) различают мешалки лопастные, пропеллерные, турбинные, якорные.

а) б) в)

Рис. 2.50. Основные типы мешалок:

а – лопастная; б – пропеллерная; в – турбинная

По типу создаваемого мешалкой потока жидкости в аппарате различают мешалки, обеспечивающие тангенциальное, радиальное, осевое и смешанное течение.

Широкое применение в химической технологии нашли мешалки: лопастные, пропеллерные, турбинные и специальные (листовые, барабанные, дисковые, вибрационные и др.)

Для экономичного проведения процесса перемешивания желательно, чтобы требуемый эффект перемешивания достигался за наиболее короткое время. Мощность, потребляемая мешалкой тем выше, чем больше диаметр мешалки, частота вращения, а так же плотность и вязкость среды, мощность аппарата и его расположение.

8. Осаждение. Режимы осаждения.

Осаждение –разделение жидких (газовых) неоднородных систем, путем выделения твердых частиц.

Если это происходит под действием сил тяжести –это отстаивание.

Отстаивание – это осаждение взвешенных твердых частиц под действием сил тяжести, применяется для грубого разделения.

Свободное осаждение осуществляется при такой концентрации твердых частиц в жидкости (газовой среде), когда осаждающиеся частицы не оказывают влияния друг на друга.
Отстаивание частиц в среде с высокой их концентрацией называют стесненным осаждением. Стесненное осаждение представляет собой сложный процесс: соударение частиц, их укрупнение, движение частиц одна за другой и т.д. Частицы при осаждении вытесняют вверх равный им объём жидкости.

–коэффициент сопротивления.

Т.о. увеличивается с ростом размеров и плотности частиц и уменьшается с ростом плотности и вязкости среды. Это справедливо для свободного отстаивания, на практике же обычно идет стесненное осаждение (отстаивание), т. к. концентрация частиц велика. Поэтому принимают: