Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Смесители для жидких сред.






 

Основные процессы химической технологии осуществляются во многих случаях в аппаратах с перемешивающими устройствами. В них приготавливаются суспензии, эмульсии, однородные физические смеси. Перемешивание способствует интенсификации процессов тепло- и массообмена, необходимо для проведения многих химических реакций. Для того, чтобы осуществить перемешивание необходимо подвести дополнительную энергию. Известны различные методы ввода энергии в перемешиваемую среду (см. ранее). На практике наибольшее распространение получил механический метод перемешивания жидких сред, осуществляемый путем механического воздействия рабочего органа (мешалки) на рабочую среду.

 

5.4.1. Конструкции аппаратов для механического перемешивания жидких сред.

 

Механический метод перемешивания используется в аппарате, состоящем, как правило, из корпуса и перемешивающего устройства, устанавливаемого на этот корпус.

Аппараты с механическими перемешивающими устройствами классифицируются:

1) по характеру производства:

а) для нетоксичных взрыво- и пожаробезопасных сред;

б) для токсичных взрыво- и пожароопасных сред;

в) для сред с особыми свойствами (аппараты с герметичным приводом).

2) по режиму работы:

а) под давлением;

б) под наливом;

в) с теплообменным устройством;

г) без теплообменного устройства.

3) по способу установки:

а) вертикальное;

б) горизонтальное.

4) по конструкции и исполнению корпуса:

а) стальные (сварные);

б) из цветных металлов (титан и др.);

в) эмалированные;

г) гуммированные;

д) литые;

е) с отъемной крышкой;

ж) с приварной крышкой.

5) по внутренним устройствам:

а) гладкостенные;

б) с отражательными перегородками;

в) с циркуляционной трубкой;

г) секционные;

д) нестандартные.

Основными параметрами аппаратов для перемешивания жидких неоднородных сред являются: номинальный объем, давление в корпусе аппарата, давление в теплообменных устройствах, температура перемешиваемой среды, температура теплоносителя в теплообменных устройствах, мощность привода, частота вращения выходного вала.

Номинальные объемы аппаратов для перемешивания жидких сред, а также диаметр корпуса аппарата должны соответствовать данным, приведенным в ГОСТ 20680-75:


номинальный объем: от 0, 0001 до 100 м3.

условное давление:

пределы мощностей приводов:

пределы частот вращения выходного вала привода:

 

 

от 0, 6 до 10 Мпа (6-100 кг/см2).

от 0, 25 до 132 кВт.

 

от 5 до 3000 об/мин.


Стандартные аппараты изготавливают для перемешивания сред с температурой: от -40˚ С до +350˚ С.

Основными элементами аппаратов являются перемешивающее устройство и его корпус. Под перемешивающим устройством понимается конструкция, состоящая из привода, вала и мешалки, соединенных между собой в единый узел.

Привод перемешивающего устройства в общем случае состоит из электродвигателя редуктора (или мотор - редуктора) и стойки привода. Выходной вал мотор – редуктора через муфту соединяется со сплошным или разрезным валом аппарата, на конце которого закреплена мешалка. Вал устанавливается в опорах качения, которые монтируются в стойке привода. Перемешивающее устройство устанавливается, как правило, на крышке корпуса, а в ряде случаев – на отдельных монтажных конструкциях, оно может быть также автономным (переносным).

Под корпусом аппарата понимается сосуд любой, в основном цилиндрической формы, в котором осуществляется перемешивание. Корпус аппарата, используемый для осуществления теплообменных процессов, обычно имеет теплообменные устройства – наружные в виде рубашки или встроенные в корпус в виде змеевиков.

 

1 – корпус;

2 – крышка;

3- мотор-редуктор;

4 – стойка привода;

5 – вал;

6 – мешалка;

7 – змеевик;

8 – рубашка;

9 – отражательная перегородка;

10 – труба передавливания;

11 – уплотнительное устройство;

12 – опоры.

 

 

Рис. 5.12.

Эскиз аппарата для механического перемешивания жидких сред.

 

В корпусе аппарата могут устанавливаться внутренние устройства, отражательные перегородки, трубы передавливания, барабаны и др. В зоне входа вала перемешивающего устройства в корпус аппарата обычно устанавливают уплотнения.

Наиболее распространенным видом аппаратов, применяемых в химическом машиностроении, являются вертикальные цилиндрические аппараты.

Они характеризуются следующими особенностями:

а) аппарат комплектуется одним приводом, устанавливаемым на его крышке так, чтобы ось выходящего вала мотор – редуктора совпадала с осью вала мешалки, а ось вала мешалки совпадала с осью корпуса;

б) аппарат может иметь на одном валу одну, две и более мешалок;

в) аппарат может изготавливаться как с внутренним устройством, так и без них.

Вертикальные аппараты могут быть подразделены на гладкостенные, с отражательными перегородками, секционные и с центральной циркуляционной трубой.

Типовые стальные вертикальные аппараты в соответствии с ГОСТ 20680-75 могут быть изготовлены десяти типов (от типа 0 до типа 9) 23 исполнений.

 

 

 


Рис. 5.13.

Четырех секционный аппарат (нестандартный)

1 – мешалка; 2 – вращающаяся горизонтальная перегородка.

 

Рис. 5.14.

Аппарат с циркуляционной трубой и герметичным приводом.

1 – корпус; 2 – циркуляционная труба; 3 – мешалка; 4 – привод; 5 – подпиточный бачок.


Горизонтальные аппараты для перемешивания жидких сред применяются с целью: уменьшения общей высоты аппарата, повышение виброустойчевости валов перемешивающих устройств, улучшение условий суспендирования и т.д.

 

Рис.5.15.

Горизонтальный четырехприводный аппарат.

1 – корпус аппарата; 2 – опоры; 3 – перегородки; 4 – мотор – редуктор; 5 – мешалка.

 

Под горизонтальным аппаратом понимается для перемешивания жидких сред, ось корпуса которого расположена горизонтально.

В практике химического машиностроения получили распространение также горизонтальные аппараты с горизонтальным валом перемешивающего устройства и с вертикальными или наклонными валами.

 

5.4.2. Мешалки.

 

Мешалки являются одним из основных элементов аппарата для перемешивания жидких сред. Они предназначены для передачи механической энергии от динамических элементов аппарата к перемешиваемой среде.

ГОСТ ом 20680-75 регламентируется 12 типов мешалок. Каждый тип мешалки имеет обозначение, указанное цифрами в скобках: трехлопастная с углом наклона лопасти α =24˚ (01); винтовая (02); турбинная открытая (03); турбинная закрытая (04); шестилопастная с углом наклона лопасти α =45˚ (05); клетьевая (06); лопастная (07); шнековая(08); якорная (09); рамная (10); ленточная (11); ленточная со скребками (12).

Мешалки, входящие в этот ряд, отличаются одна от другой значением гидродинамического коэффициента сопротивления, определяющего значение критерия мощности КN.

Все применяемые мешалки условно могут быть разделены на быстроходные и тихоходные.

Под быстроходными понимаются мешалки, используемые для перемешивания жидких сред преимущественно при турбулентном и переходном режимах движения жидкости; под тихоходными – при ламинарном режиме движения жидкости.

Наиболее часто в практике применяются быстроходные мешалки типы 01÷ 07). Их можно разделить на мешалки, лопасти которых перпендикулярны плоскости вращения (лопастная, клетьевая, открытая и закрытая турбинные), и мешалки, лопасти которых образуют постоянный или переменный угол наклона с плоскостью вращения.

Быстроходные мешалки могут использоваться в гладкостенных аппаратах, а также в аппаратах, оборудованных различными внутренними устройствами. Помимо этого, мешалки с наклонными лопастями могут использоваться в аппаратах с циркуляционной трубкой.

Тихоходные мешалки в основном применяются для гомогенизации и усреднения высоковязких и неньютоновских сред, интенсификации тепломассообмена и для осуществления некоторых других технологических операций. Стандартные тихоходные мешалки (типы 08÷ 12) также можно разделить на мешалки, лопасти которых перпендикулярны плоскости вращения (якорная, рамная), и мешалки, лопасти которых образуют угол наклона с плоскостью их вращения (шнековая, ленточная, ленточная со скребками). Тихоходные мешалки, как правило, используются только в гладкостенных аппаратах. Исключением является шнековая мешалка, которая может использоваться в аппаратах с циркуляционной трубкой и с отражательными перегородками.

Одной из главных задач, решаемых при конструировании аппаратов для перемешивания жидких сред, является задача нахождения мощности перемешивания.

Номинальная мощность N0 – мощность, затрачиваемая на сам процесс перемешивания, определяется

где ρ – плотность среды, кг/м3;

n – число оборотов;

dМ – диаметр мешалки, м;

kN = f (Reц) – критерий мощности (находится по справочникам для конкретных типов мешалки).

μ – динамическая вязкость, Нс/м2.

Ламинарный режим –

Reц < 80(или 300) – в зависимости от типа мешалки.

Переходный режим

80 (300) < Reц < 103

Турбулентный режим движения жидкости.

Reц > 103.

 

5.4.3. Уплотнительные устройства.

 

В аппаратах с мешалками для герметизации места ввода вала в корпус аппарата в зависимости от физико-химических характеристик и параметров перемешиваемой среды, а также требований производственной санитарии, ТБ и пожаробезопасности применяют специальные конструкции уплотняющих устройств, в том числе гидрозатворы, манжеты, сальниковые и торцевые уплотнения.

 






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.