ПЕРЕМЕШИВАНИЕ В ЖИДКИХ СРЕДАХ

Лекция №8

ПЕРЕМЕШИВАНИЕ В ЖИДКИХ СРЕДАХ

 

Перемешивание в жидкой фазе - один из наиболее распространенных процессов в химической технологии. В процессе перемешивания происходят явления многократного относительного перемещения макроскопических элементов объема жидкой среды под действием импульса, передаваемого среде механической мешалкой, струей газа или жидкости. Перемешивание используют для интенсификации химических и тепло - массообменных процессов; для приготовления эмульсий, суспензий, гомогенных растворов.

Поскольку перемешивание применяют в различных технологических процессах, то и цель перемешивания определяется назначением процесса. Так при приготовлении эмульсии для интенсивного дробления дисперсной фазы необходимо создавать в перемешиваемой среде значительные срезающие напряжения, зависящие от градиента скорости. В тех зонах аппарата, где градиент скорости жидкости имеет наибольшее значение, происходит наиболее интенсивное дробление дисперсной фазы.

В случае гомогенизации целью перемешивания является снижение концентрационных градиентов в объеме аппарата.

При использовании перемешивания для интенсификации тепло - и массообменных процессов в гетерогенных системах создаются лучшие условия для подвода соответствующей субстанции к границе раздела фаз.

Турбулизация системы, достигаемая при перемешивании, приводит к возникновению дополнительного механизма переноса, что вызывает существенное ускорение процессов тепло - и массообмена.

Процесс перемешивания может осуществляться различными способами. Наиболее широко применяется способ механического перемешивания с помощью мешалок различной конструкции, создающих вращательное движение жидкости. Применяются также способы пневматического перемешивание (барботаж газа через слой жидкости); перемешивание в трубопроводах путем установки в них специальных устройств; перемешивание с помощью сопел и насосов.

Основными характеристиками процесса перемешивания являются эффективность и интенсивность перемешивания, а также расход энергии на проведение процесса.

Эффективность перемешивания характеризует технологический эффект процесса перемешивания. В зависимости от назначения процесса перемешивания эту характеристику выражают различным образом. При использовании перемешивания для интенсификации тепло - и массообменных процессов его эффективность можно оценить соотношением кинетических коэффициентов при перемешивании и без него. При получении суспензий и эмульсий эффективность перемешивания можно характеризовать равномерностью распределения дисперсной фазы в сплошной.

Интенсивность перемешивания определяется количеством энергии подводимой в единицу времени N к единице объема V перемешиваемой жидкости или к единице массы перемешиваемой жидкости . Интенсивность перемешивания обуславливает характер движения жидкости в аппарате. Повышение интенсивности всегда связано с увеличением энергозатрат, а технологический эффект от увеличения интенсивности перемешивания ограничен строго определенными пределами. Поэтому оптимальную интенсивность перемешивания следует определять исходя из условий достижения необходимого технологического эффекта при минимальных затратах.

 

Механическое перемешивание.

 

Механическое перемешивание осуществляется с помощью мешалок, которым сообщается вращательное движение от электродвигателя. Мешалка, находящаяся в сосуде с жидкостью, передает количество движения от двигателя к жидкости и вызывает тем самым ее движение, при котором происходит перемешивание.

Другие гидравлические способы перемешивания.

 

Под другими способами перемешивания подразумевается перемешивание жидкостей (иногда и газов) в трубопроводах, инжекционных смесителях и циркуляционное перемешивания при помощи насосов.

Лекция №8

ПЕРЕМЕШИВАНИЕ В ЖИДКИХ СРЕДАХ

 

Перемешивание в жидкой фазе - один из наиболее распространенных процессов в химической технологии. В процессе перемешивания происходят явления многократного относительного перемещения макроскопических элементов объема жидкой среды под действием импульса, передаваемого среде механической мешалкой, струей газа или жидкости. Перемешивание используют для интенсификации химических и тепло - массообменных процессов; для приготовления эмульсий, суспензий, гомогенных растворов.

Поскольку перемешивание применяют в различных технологических процессах, то и цель перемешивания определяется назначением процесса. Так при приготовлении эмульсии для интенсивного дробления дисперсной фазы необходимо создавать в перемешиваемой среде значительные срезающие напряжения, зависящие от градиента скорости. В тех зонах аппарата, где градиент скорости жидкости имеет наибольшее значение, происходит наиболее интенсивное дробление дисперсной фазы.

В случае гомогенизации целью перемешивания является снижение концентрационных градиентов в объеме аппарата.

При использовании перемешивания для интенсификации тепло - и массообменных процессов в гетерогенных системах создаются лучшие условия для подвода соответствующей субстанции к границе раздела фаз.

Турбулизация системы, достигаемая при перемешивании, приводит к возникновению дополнительного механизма переноса, что вызывает существенное ускорение процессов тепло - и массообмена.

Процесс перемешивания может осуществляться различными способами. Наиболее широко применяется способ механического перемешивания с помощью мешалок различной конструкции, создающих вращательное движение жидкости. Применяются также способы пневматического перемешивание (барботаж газа через слой жидкости); перемешивание в трубопроводах путем установки в них специальных устройств; перемешивание с помощью сопел и насосов.

Основными характеристиками процесса перемешивания являются эффективность и интенсивность перемешивания, а также расход энергии на проведение процесса.

Эффективность перемешивания характеризует технологический эффект процесса перемешивания. В зависимости от назначения процесса перемешивания эту характеристику выражают различным образом. При использовании перемешивания для интенсификации тепло - и массообменных процессов его эффективность можно оценить соотношением кинетических коэффициентов при перемешивании и без него. При получении суспензий и эмульсий эффективность перемешивания можно характеризовать равномерностью распределения дисперсной фазы в сплошной.

Интенсивность перемешивания определяется количеством энергии подводимой в единицу времени N к единице объема V перемешиваемой жидкости или к единице массы перемешиваемой жидкости . Интенсивность перемешивания обуславливает характер движения жидкости в аппарате. Повышение интенсивности всегда связано с увеличением энергозатрат, а технологический эффект от увеличения интенсивности перемешивания ограничен строго определенными пределами. Поэтому оптимальную интенсивность перемешивания следует определять исходя из условий достижения необходимого технологического эффекта при минимальных затратах.

 

Механическое перемешивание.

 

Механическое перемешивание осуществляется с помощью мешалок, которым сообщается вращательное движение от электродвигателя. Мешалка, находящаяся в сосуде с жидкостью, передает количество движения от двигателя к жидкости и вызывает тем самым ее движение, при котором происходит перемешивание.

12Следующая ⇒

Поделиться: