2.3.2. Вибір кількості обертів мішалки

Вибір кількості обертів мішалки залежить від структури суміші чи роз­чину, фізичних властивостей середовища та типу мішалки, а також кінцевої мети перемішування.

Приготування суспензії. Рівномірне розподілення частинок твердої фази в рідині досягається за такої кількості обертів мішалки n_o, за якої осьова скла­дова швидкості потоку рідини стає такою, що дорівнює або є дещо більшою від швид­кості осадження частинок . У цьому випадку висхідний потік рідини підтримує тверді частинки у зваженому стані, перешкоджаючи їхньому осадженню.

Число обертів n_o можна визначити за рівнянням:

, (2.5)

де – критерій Архімеда, – різниця густин фаз; – густина суцільної фази; – кінематична в’язкість суцільної фази; – діаметр частинки; – відношення діаметра посудини до діаметра мішалки.

Значення коефіцієнта С₁ і показника степеня k, які залежать від типу мішалки, показано нижче.

Тип мішалки		С1	k
Турбінна закритого типу	1,5–4,0	4,7	1,0
Пропелерна	1,5–5,0	6,6	1,0
Лопатева	1,33–1,5	14,8	0,0

Рівняння (2.5) придатне для значень перемінних у таких межах:

Re_м = 510² – 1,310⁵; Ar = 2,410⁴ – 4,110¹¹; = 2,3310^-4 – 1,210^-2.

Емульгування рідин. Під час емульгування взаємонерозчинних рідин кількість обертів n_o мішалки рекомендують визначати за рівнянням:

, (2.6)

де – модифікований критерій Вебера, що є критерієм We, в якому і замість лінійної швидкості підставлена величина nd, яка є пропорційною до колової швидкості мішалки; – міжфазний натяг.

Коефіцієнт С₂ і показник степеня залежно від типу мішалки мають такі значення:

Тип мішалки		С1
Турбінна закритого типу	2–4	2,3	0,67
Пропелерна	2–4	2,95	0,67
Лопатева	1,33–4	1,47	1,3

Рівняння (2.6) придатне для таких значень перемінних:

Re_м = 510² – 210⁵; Ar = 8,910³ – 3,410¹⁰; = 6,15 – 1,1810⁷.

Гомогенізація рідин. Кількість обертів мішалки у разі перемішування в однофазній системі з метою зменшення температурних та концентраційних градієнтів можна визначити за залежністю:

, (2.7)

де – час перемішування.

Значення С_τ – для різних перемішувальних пристроїв вказано нижче.

Тип мішалки		Сτ
Турбінна закритого типу	3	46
Турбінна відкритого типу	3	56
Листова	2	20,5
Пропелерна	3	96,5
Пропелерна з дифузором	3	66,2
Лопатева	3	96,5
Якірна	1,15	30
Пропелерна з дифузором	3	66,2

Усі наведені вище залежності для розрахунку потужності, яку затрачають на перемішування, і вибору кількості обертів мішалок застосовують у разі перемішу­вання ньютонівських рідин.