Новини

Перемішування. Типи мішалок. Види і конструкції мішалок

Мішалки для перемішування малов’язких рідин

Перемішуванням називається процес взаємного переміщення частинок однієї речовини в іншій з метою їх рівномірного розподілу в усьому об'ємі, який перемішується.

Перемішування рідин широко застосовується в хімічній промисловості для приготування розчинів, емульсій і суспензій. При приготуванні розчинів або суспензій перемішування проводиться з метою вирівнювання концентрацій в об'ємі апаратів.

Широкого поширення в хімічній промисловості набули процеси змішення в рідких середовищах. Незалежно від того, яке середовище змішується з рідиною — газ, рідина або тверда сипка речовина, розрізняють два основні способи перемішування в рідких середовищах — механічне перемішування (мал. 1, а) за допомогою мішалок різних конструкцій і пневматичне перемішування стислим повітрям або інертним газом (мал. 1, б). Крім того, застосовують перемішування за допомогою циркуляційних насосів або сопл (мал. 1, в).

Способи перемішування рідких середовищ

Мал. 1. Способи перемішування рідких середовищ: а) — мішалкою або міксером, б) — пневматичне перемішування, в) — циркуляційним насосом

Мішалки для рідких рідин

Механічне перемішування застосовується майже виключно для перемішування краплинних рідин. Воно здійснюється мішалками різних конструкцій, із яких найширше використовуються лопатеві та пропелерні. У особливих випадках використовуються спеціальні типи мішалок - якірні, гвинтові, шнекові, рамні, дискові, вібраційні та ін. Вал мішалки може бути встановлений в апараті вертикально або з нахилом. За частотою обертання робочого органу перемішувальні пристрої поділяються на низько- і високооборотні.

Для отримання рідких однорідних сумішей та мас, в результаті перемішування і розчинення використовують мішалки різних типів, вибір яких залежить від в’язкості рідини, що перемішується. Широко використовуються лопатеві та пропелерні мішалки.

Перемішування в рідких середовищах

При механічному перемішуванні механічна енергія передається рідині за допомогою мішалки. Мішалка, яка закріплена на вертикальному валу, служить робочим елементом апарату - змішувача (див. мал. 1, а). Привід мішалки здійснюється безпосередньо від електродвигуна або через редуктор. Типи механічних мішалок для рідких рідин розрізняють: лопатеві, пропелерні мішалки (див. мал. 2).

Типи механічних мішалок

Мал. 2. Типи механічних мішалок: а) — лопатева, б) — пропелерна

Лопатеві мішалки

Мал. 3. Лопатева мішалка

Лопатеві мішалки (мал. 2) – це пристрої, що складаються з двох або більшого числа лопатей прямокутної форми, закріплених на валу, що обертається. Основна перевага лопатевих мішалок полягає в простоті і невисокій вартості виготовлення. Недоліком є неповне перемішування рідини в об'ємі апарату внаслідок слабкого потоку рідини уздовж осі мішалки. Лопатеві мішалки перемішують тільки ті шари рідини, які знаходяться в безпосередній близькості від лопатей. Лопатеві мішалки не можна застосовувати для перемішування в'язких рідин. Лопатеві мішалки використовують для перемішування рідин з помірною в'язкістю.

Для створення осьового переміщення рідини при перемішуванні лопатевими мішалками і перемішування всього об'єму рідини застосовуються мішалки з похилими лопатями (мал. 3) з нахилом лопатей 30—40° до осі валу.

Пропелерні мішалки

Мал. 5. Пропелерна мішалка

Пропелерні мішалки виготовляють з трьома лопатями (пропелерами). Робочою частиною пропелерної мішалки є пропелер (мал. 5), який встановлений на осі мішалки. Завдяки цьому частинки рідини відштовхуються гвинтом у багатьох напрямках, що забезпечує добре перемішування. Пропелерні мішалки створюють осьові потоки рідини, що істотно підвищує інтенсивність перемішування. Ефективність мішалки сильно залежить від форми апарату і розташування мішалки. Пропелерні мішалки встановлюють в циліндрових апаратах з сферичними днищами.

Число оборотів пропелерних мішалок значно вище, ніж у мішалок інших типів, і досягає в деяких випадках 40 оборотів в секунду.

Потужність, споживана механічними мішалками, залежить від щільності перемішуваної рідини, швидкості обертання і діаметру мішалки.

Порівняно з лопатевими мішалками пропелерні ефективніші, але вони потребують більше енергії. У разі спрямування потоку рідини до дна посудини вони добре скаламучують осад з розміром частинок до 0,15 мм.

При перемішуванні механічними мішалками розрізняють два гідродинамічні режими — ламінарний і турбулентний. Ламінарний режим відповідає неінтенсивному перемішуванню, при якому рідина плавно обтікає лопаті мішалки і практично обертається з швидкістю, близькою до швидкості обертання мішалки. При цьому перемішуються тільки ті шари рідини, які безпосередньо примикають до лопатей. Витрата потужності при цьому невелика.

Із збільшенням числа оборотів різко зростає опір обертанню мішалки за рахунок турбулізації рідини і інтенсивність перемішування також зростає. Подальше збільшення числа оборотів інтенсифікує перемішування. Проте значно збільшувати число оборотів невигідно, оскільки витрата потужності росте пропорційно третьому ступеню числа оборотів. Геометричні розміри мішалки в ще більшому ступені впливають на споживану потужність. Витрата потужності росте пропорційно п'ятому ступеню діаметру мішалки. Ці особливості повинні завжди прийматися до уваги при конструюванні, експлуатації і заміні існуючих мішалок.

Мішалки ETATRON

Пропелерні мішалки AF

PP - н/ст AISI 316L

Пропелерні мішалки AGV

н/ст AISI 304 - PP, AISI 316L

Лопатеві мішалки AGR-V

н/ст AISI 304 - PP, AISI 316L