Промышленные мешалки для емкостей, реакторов, аппаратов

Работаем по РФ и СНГ

Перемешивание жидкостей в промышленности

Перемешивание в жидких средах в промышленности необходимо для приготовления суспензий, эмульсий и получения растворов. Его осуществляют непосредственно в предназначенных для проведения процесса емкостных аппаратах, снабженных механическими перемешивающими устройствами - мешалками. Мешалка, находящаяся в сосуде, передает энергию вращения от двигателя к жидкости, и тем самым вызывает ее перемещение, при котором происходит перемешивание.

Легче всего протекает перемешивание в жидких средах с низкой вязкостью - водоподобных жидкостях. К ним относятся все водные растворы минеральных солей, большинство кислот и щелочей, суспензии мелкодисперсных нерастворимых порошков в воде, системы на основе органических растворителей и т.п. Более сложный процесс – перемешивание вязких жидкостей, особенно тех, которые относятся к неньютоновским. Примеры вязких жидкостей: смолы, лаки, краски, клеи.

Перемешивание в жидких средах осуществляется множеством конструкционно разных механических мешалок – лопастных, винтовых, пропеллерных, якорных, рамных, конусных и т.д. Все мешалки также подразделяют на тихоходные — окружная скорость конца лопастей примерно 1 м/с, быстроходные — окружная скорость порядка 10 м/с.

Мешалки VISCO JET уникальны по своей конструкции, основной перемешивающий орган – импеллер из «конусов» или «чашек». Перемешивают они эффективно как легкотекучие, так и вязкие жидкости. По скорости вращения мешалки VJ относятся к низкооборотистым смесителям: окружная скорость 2-4 м/с.

Цели перемешивания в промышленности

Поскольку смешение применяют в различных технологических процессах, его цель определяется назначением действия: растворение, эмульгирование или суспендирование, гомогенизация. Перемешивание также улучшает протекание химических реакций, теплообменных процессов и интенсифицирует диффузионные процессы в гетерогенных средах.

При приготовлении эмульсии или суспензии для интенсивного измельчения дисперсной фазы и распределения ее в жидкости, необходимо создавать в смешиваемой среде значительные режущие усилия, зависящие от скорости вращения мешалки и формы перемешивающего органа.

В случае гомогенизации целью будет снижение разности концентрации или плотности в разных участках емкости.

При использовании перемешивания для интенсификации тепло– и массообменных процессов в гетерогенных системах, создаются лучшие условия для подвода соответствующей субстанции к границе раздела фаз. В результате механического воздействие мешалок возникает дополнительный фактор, усиливающий перенос и вызывающий существенное ускорение этих процессов.

Мешалки VISCO JET могут применяться для процессов гомогенизации, поддержания суспензии, бережного перемешивания готовых эмульсий, в том числе чувствительных к сдвигу. Также они эффективны при работе в химических реакторах: обеспечивают активное движение жидкости при сравнительно низких энергозатратах и упрощают конструкцию самого реактора, не требуя дефлекторов.

Особенности перемешивания в вязкой среде

Вязкие жидкости имеют высокую силу трения внутри и значительное сопротивление частей жидкости их перемещению. Вязкость не проявляется в состоянии покоя, только в момент движения.

В расчетах механических перемешивающих устройств принято оперировать динамической вязкостью жидкости, которая выражается в мПа*с или сПуаз, а также кинематической вязкостью, представляющей собой отношение динамической вязкости к плотности жидкости и выраженной в мм²/с или сСт.

Для мешалок VISCO JET вязкими считаются жидкости от 500 мПа*с и выше. Так, не вязкими считаются - вода 1 мПа*с, кровь 4-5 мПа*с, оливковое масло 84 мПа*с. Вязкие жидкости - касторовое масло 987 мПа*с, глицерин 1480 мПа*с, битум разных марок, вязкость которого при комнатной температуре может варьировать от 5000 до 20 000 мПа*с и т.д.

Разнообразие конструкций мешалок сильно уменьшается в случаях с жидкостями с высокой вязкостью.

При перемешивании достаточно густых веществ лопастными мешалками, основная масса жидкости вращается вместе с лопастями, при этом эффективность перемешивания очень незначительна. Для устранения этого отрицательного явления, в корпусе аппарата устанавливают дополнительные приспособления — неподвижные перегородки, дефлекторы. Их устанавливают также при использовании высоко оборотистых перемешивающих устройств (например, фрез), для предотвращения образования воронки на поверхности жидкости.

Чаще всего, вязкие субстанции перемешивают якорными или рамными мешалками. Особенно эти конструкции актуальны при перемешивании в емкостях с обогревом через стенку. В таких случаях зазор между мешалкой и сосудом делают минимальным, чтобы усилить поток жидкости вдоль корпуса и тем самым интенсифицировать теплоперенос и не допустить перегрева части вещества.

Планетарные мешалки также используются для этих целей, они состоят из центральной и боковых мешалок, связанных с главной системой зубчатых передач и имеют собственное вращение вокруг своей оси и вместе с центральной. Они обеспечивают равномерное перемешивание вязких и густых жидкостей во всех слоях. Но механическая сложность системы и большая нагрузка на привод делают их весьма дорогостоящими.

Мешалки VISCO JET с конусными («чашечными») импеллерами имеют ряд преимуществ при перемешивании любых жидкостей, в том числе вязких:

«Чашки» мешалок VISCO JET обеспечивают активное движение всего объема жидкости – и по центру емкости и на ее периферии. Поэтому со стенок с внешним обогревом идет активный теплосъем, нет пристеночных застойных зон и нет деструкции смешиваемого материала. Дефлекторы будут не помогать, а скорее тормозить этот процесс. Но тем проще конструкция емкости.

Конечно, мешалки VISCO JET при перемешивании вязких систем имеют свои ограничения. Жидкость все-таки должна хорошо течь. Высоковязкие субстанции, которые скорее надо месить, а не мешать, воздействию конусного импеллера не поддадутся.

Мешалки VISCO JET своими «чашками» успешно заставляют двигаться жидкости с вязкостью до 30 Па*с и даже до 100 Па*с, если «чашки» делают спиральными.

Оптимизация процесса перемешивания с мешалками VISCO JET

Поскольку процесс перемешивания может осуществляться с помощью мешалок различных типов, правомерна постановка задачи оптимизации, заключающаяся в выборе оборудования, которое даст необходимую эффективность процесса при минимуме затрат. При оценке расхода энергии перемешивающим устройством, следует учитывать общий расход энергии за время, необходимое для обеспечения заданного результата перемешивания.

Компания VISCO JET, разрабатывая свои уникальные перемешивающие элементы – конусы или «чашки» различной конфигурации, подбирает такие параметры смешивающих насадок (форма «чашки», угол атаки, соотношение большего/меньшего диаметров и т.д.), чтобы поставленная задача перемешивания решалась наиболее экономичным способом. Это позволяет оснащать мешалки VISCO JET приводами минимальной мощности для непрерывных технологических процессов и сокращать время перемешивания для периодических задач.

Подписывайтесь на канал Visco Jet на Youtube

Реализуем проекты
во всех регионах России.
Сформулируйте вашу задачу!

Оставьте заявку и наши менеджеры свяжутся с Вами для консультации по интересующим вас вопросам