Перемешивание и аппараты с мешалками. - Стренк Ф.
Скачать (прямая ссылка):
Кроме того, О'Коннелл и Мак [82 ] отмечают более сильное влияние
параметра b в случае мешалок с меньшим числом лопаток (для Z ~ 2
показатель степени составляет 1,23).
Авторы работы [1 ] нашли для турбинных мешалок с лопатками полной длины
следующую поправку:
Форма лопаток также влияет на мощность, расходуемую на перемешивание
жидкости.
Изгиб лопаток открытой турбинной мешалки уменьшает мощность, расходуемую
на перемешивание в турбулентной области. Характеристика мощности для
турбинной мешалки с шестью загнутыми лопатками (радиус изгиба г = 1,5а)
представлена, по данным Раштона, Костиха и Эверетта [93], на рис. IY-2.
Мощность такой
(IV-40)
(IV-41)
где ibo = V5; т - 1,25 при 2 = 4 и m = 1,0 при Z = 6.
Влияние формы и расположения лопаток
183
мешалки примерно на 20% меньше по сравнению с мощностью аналогичной
мешалки, снабженной прямыми лопатками (рис. IV-2). В области же
ламинарного течения при Re <С 10 мощности мешалок с загнутыми и прямыми
лопатками одинаковы.
В случае открытой мешалки с лопатками полной длины изгиб лопаток, по
результатам исследований Батеса, Фонды и Копштейна [1 ], оказывает очень
малое влияние на мощность, расходуемую на перемешивание.
Как следует из рис. IV-3, незначительное влияние изгиба лопаток
наблюдается в диапазоне Re = 102-М04. Некоторое уменьшение мощности,
расходуемой на перемешивание, по сравнению с мешалкой, снабженной прямыми
лопатками, наблюдал также Ван де Вуссе [116], который предложил поправку:
где а - угол между касательными, проведенными из конца лопатки к
охватывающей мешалку окружности и к профилю лопатки.
Влияние наклона лопаток относительно плоскости вращения мешалки приведено
также на рис. IV-3 для открытых мешалок с полной длиной лопаток при
сохранении постоянной ширины проекции лопатки на направление движения. Из
этого рисунка следует, что в том случае, когда лопатки наклонены под
углом 45° к плоскости вращения мешалки, мощность вдвое меньше в области
турбулентного течения и одинакова в области ламинарного течения (при Re
<; <С Ю), если сравнивать с аналогичной мешалкой, имеющей прямые лопатки.
Эти же авторы детально изучили влияние угла наклона лопаток на мощность,
расходуемую на перемешивание, при сохранении постоянным произведения Ъ
sin а (а - угол, измеренный от плоскости вращения мешалки; Ъ -
действительная ширина лопатки). Для области турбулентного течения и
открытой турбинной мешалки с четырьмя лопатками они предлагают поправку
Параметр Did незначительно влияет на мощность, расходуемую на
перемешивание. На основе проведенных исследований авторы работы [93 ]
доказали отсутствие влияния этого параметра на мощность, расходуемую на
перемешивание, для открытых турбинных мешалок в диапазоне Did = l-f-7.
Подобное заключение вывели и другие авторы [60, 82]. Однако Батес, Фонда
и Копштейн [1 ], как это показано на рис. IV-6, определили влияние
параметра D/d. Из зависимостей (рис. IV-6) следует, что влияние это
исчезает, если сосуд имеет отражательные перегородки, для которых JBID =
0,25; например, для отражательных перегородок шириной В - 0,1 D
>1^= (Sin С{)<Ь23
(IV-42)
(IV-43)
действительную в диапазоне а = 23-f-90°.
Влияние диаметра сосуда (параметра Did)
184
число их составляет J = l-j-З. В случае же типового аппарата с мешалкой,
имеющего / = 4 отражательных перегородок шириной В = 0,1 D, влияние
параметра Did становится уже заметным. Возрастание Did, т. е. увеличение
диаметра сосуда, уменьшает мощность, расходуемую на перемешивание. Кроме
того, в случае сосуда без
Рис. IV-fi. Влияние диаметра сосуда и отражательных перегородок на
мощность, расходуемую на перемешивание, для турбинных мешалок [1].
отражательных перегородок можно ожидать сильно выраженного влияния
параметра Did, которое с увеличением значения Did будет приводить к
возрастанию мощности, расходуемой на перемешивание.
Влияние отражательных перегородок (параметров BID и J)
Влияние ширины отражательных перегородок в аппарате с открытой турбинной
мешалкой было изучено Раштоном, Костихом и Эвереттом [93]. Результаты их
исследований представлены на рис. IV.2. Как следует из этих зависимостей,
при Re ==5 300 влияние отражательных перегородок на мощность, расходуемую
на перемешивание, вообще отсутствует, но оно существует при Re >300. В
соответствии с исследованиями указанных авторов это влияние возрастает
одновременно с увеличением Re, причем для Re = 104 функция Ф достигает
постоянного значения для определенной ширины отражательных перегородок.
Кроме того, эти авторы установили, что с увеличением ширины отражательных
перегородок возрастает значение функции мощности Ф, а следовательно, и
мощность, расходуемая на перемешивание. Однако, начиная от BID - = 0,1,
это возрастание уже незначительно, и потому в качестве оптимального
решения они предлагают ширину В = DI10 и четыре отражательных
перегородки.
Влияние числа отражательных перегородок и их ширины на мощность,
расходуемую на перемешивание, было изучено несколькими авторами [3, 59,