Процесс смешивания. Классификация смесителей.

Смешение – такой механический процесс, в результате которого первоначально находящиеся раздельно компоненты преобразуются в систему неупорядочным статистически – случайным распределением.

В зависимости от механизма процесса смешения различают – простое и диспергирующее смешение.

Простое смешение – процесс, при котором увеличивается вероятность распределения частиц компонентов без изменения их размеров.

Диспергирующее смешение – процесс, при котором происходит как уменьшение размеров частиц, так и увеличивается вероятность их распределения.

Многие процессы простого смешения основаны на явлении молекулярной диффузии. При без диффузионном смешении частицы движутся под действием различных внешних сил.

Если основными компонентами являются газы или маловязкие жидкости, находящиеся в турбулентном режиме движения, процесс смешения протекает быстро и называется турбулентным смешением.

При перемешивании высоковязких жидкостей (растворы и расплавы полимеров) турбулентности не возникает, процесс протекает при низких числах Рейнольдса и называется ламинарным смешением.

Классификация смесителей.

Смесители – машины и аппараты, предназначенные для смешения компонентов исходных материалов.

1. По конструктивным признакам:

а) без перемешивающих устройств;

б) с перемешивающими устройствами (лопастные, ленточные, центробежные, шнековые, валковые, червячные и др.).

2. По физическому состоянию исходных компонентов:

а) исходные компоненты – твердые вещества;

б) твердое вещество и высоковязкая жидкость;

в) твердое вещество и низковязкая жидкость;

г) высоковязкие жидкости (2 и более);

д) низковязкие жидкости (2 и более).

3. По характеру процесса смешивания:

а) периодического действия;

б) непрерывного действия.

4. По частоте вращения перемешивающего устройства:

а) тихоходные;

б) быстроходные.

5. По механизму процесса смешивания:

а) с диффузионным смешиванием;

б) с конвективным смешиванием;

в) с диффузионно-конвективным смешиванием.

6. По режиму работы:

а) турбулентный;

б) ламинарный.

7. По силовому воздействию:

а) пневматические;

б) электромагнитные;

в) гравитационные;

г) центробежные;

д) сдвиговые.

Требования, предъявляемые к смесителям:

1) высокое качество смеси;

2) кратковременность пребывания материала в смесителе;

3) обеспечение полной выгрузки и самоочистки.

На процесс смешивания основное влияние оказывают следующие факторы:

1) конструкция смесителя;

2) состояние и концентрация компонентов смеси;

3) технологический режим процесса смешения.

При выборе смесителя следует учитывать продолжительность смешения, емкость смесителя и потребляемую энергию.

Экспериментально определяются удельные энергозатраты смесителя:

где Р – потребляемая мощность,

t – время смешения,

m – масса одной загрузки смесителя.

Фактор смешения – η _см

выбирается смеситель, у которого меньше N_уд., при этом учитывается возможность очистки, необходимое количество операторов, стоимость.