13)Механическое перемешивание

Процесс перемешивания механическими мешалками сводится к внешней задаче гидродинамики. Для определения мощности потребляемой механической мешалкой пользуются критерием мощности.

(1), N – мощность,  - плотность среды, n – число оборотов мешалки в единицу времени, d – диаметр вращения мешалки.

Обобщенное уравнение гидродинамики для процессов перемешивания примет вид:

, F_r – критерий Фруда, получается решением дифференциального уравнения Навье - Стокса. r₁ и r₂ – симплексы геометрического подобия.

Вместо линейной скорости жидкости среднее значение которой при перемешивании установить практически невозможно в модифицированный критерий подставляют величину nd соответственно.

- модифицированный

Критерий Фруда характеризует влияние от тяжести на движение жидкости, так же характеризует образование воронки при перемешивании (если воронка не образуется значит критерий Фруда равен нулю). Если в аппарате имеются отражательные перегородки то влиянием сил тяжести можно пренебречь.

Для расчета мощности мешалки задаются:

1. типы мешалки – скорость мешалки определена.

2. Находим критерий Рейнольца по формуле:

3. По справочным зависимостям находим критерии мощности от критерия Рейнольца, для данного типа мешалки

4. По формуле определяем мощность мешалки.

14)Конструкции мешалок

1. Лопастные:

Преимущества: простота конструкции, малая стоимость.

Недостатки: слабый осевой поток, т. е.перемешиваются только близлежащие слои; наличие только радиальных перемешиваний.

Применяется только для маловязких жидкостей.

2. Пропеллерные:

Преимущество: малое потребление мощности, из-за лучшего обтекания; наличие осевого перемешивания; возможность непосредственного присоединения коллектора двигателя.

Недостатки: сложность изготовления, эффективность работы зависит от формы аппарата.

3. Турбинные:

- состоит из колес, по форме напоминающих форму колес водяной турбины.

+ наличие осевого перемешивания;

- сложность изготовления.

16)Перемешивание жидкостей

Насосы бывают динамические и объемные. Первые делятся на лопастные (центробежное и осевые) и насосы трения, вторые на возвратно-поступательные и вращательные.

В динамических насосах жидкость перемешивается при воздействии на не замкнутый объем жидкости. В объемных жидкость перемещается при периодическом изменении замкнутого объема. Лопастные – насосы в которых энергия передается жидкости через лопасти вращающегося колеса. Насосы трения – в которых жидкость перемещается под воздействием сил трения. Центробежные – жидкость в них движется от оси колеса к периферии. Осевые – жидкость движется в направлении оси колеса.

К возвратно-поступательным относятся поршневые, плунжерные, диафрагменные; к вращательным: масляные шестеренчатые насосы.

17)Основные параметры насосов:

1. Производительность: - объем жидкости подаваемой в трубопровод за единицу времени.

2. Напор: - характеризуется удельной энергией, сообщающему насосом единицы веса перекачиваемой жидкости.

3. Полезная мощность: - затрачиваемая насосом на сообщение жидкости энергии

4. Мощность на валу, должна быть больше полезной мощности, так как происходят потери энергии в насосе. , , где - полный К.П.Д. насосной установки:

, где _V – объемный К.П.Д., учитывающий потери при утечке через сальники насоса, неоднородных перекрытий клапанов, выделение воздуха при всасывании; _r – гидравлический К.П.Д., учитывающий потери, при движении жидкости через насос; _мех – механический К.П.Д., учитывающий потери на механическое трение в насосе; _пер - К.П.Д. передачи, учитывающий потери от передачи электродвигателя к валу от насоса; _дв - К.П.Д. двигателя.

5. Номинальная мощность двигателя: , . Номинальная мощность двигателя больше мощности на валу, так как происходит потеря энергии.

6. Установочная мощность двигателя: рассчитывается по величине потенциальной мощности двигателя, с учетом возможных перегрузок в момент пуска.

7. , где  - коэффициент запаса мощности (0,1 …2).