Главное меню
Главная О сайте Добавить материалы на сайт Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Аналитическая химия Ароматерапия Биотехнология Биохимия Высокомолекулярная химия Геохимия Гидрохимия Древесина и продукты ее переработки Другое Журналы История химии Каталитическая химия Квантовая химия Лабораторная техника Лекарственные средства Металлургия Молекулярная химия Неорганическая химия Органическая химия Органические синтезы Парфюмерия Пищевые производства Промышленные производства Резиновое и каучуковое производство Синтез органики Справочники Токсикология Фармацевтика Физическая химия Химия материалов Хроматография Экологическая химия Эксперементальная химия Электрохимия Энергетическая химия
Новые книги
Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 2" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 1" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 12" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 11" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 10" (Журналы)
Книги по химии
booksonchemistry.com -> Добавить материалы на сайт -> Лабораторная техника -> Стренк Ф. -> "Перемешивание и аппараты с мешалками" -> 30

Перемешивание и аппараты с мешалками - Стренк Ф.

Стренк Ф. Перемешивание и аппараты с мешалками. Под редакцией Щупляка И.А. — Л.: «Химия», 1975. — 384 c.
Скачать (прямая ссылка): mesch.djvu
Предыдущая << 1 .. 24 25 26 27 28 29 < 30 > 31 32 33 34 35 36 .. 133 >> Следующая

94
Рис. Ш-6. Влияние критерия Рейнольдса на радиальную составляющую скорости для аппарата без отражательных перегородок [147]; г = 0 — плоскость, проходящая через центр мешалки; мешалка турбинная <?1? в2 по рис. II1-25.
Рис. II1-7. Влияние отражательных перегородок на распределение составляющих скоростей в аппарате с мешалкой [148]; мешалка турбинная в1, в2 по рис. II1-25.
Влияние критерия Рейнольдса на распределение тангенциальной и радиальной составляющих скорости по результатам исследований Нагаты и др. [147] показано на рис. Ш-5 и Ш-6.
Установка отражающих перегородок в аппарате оказывает существенное влияние на составляющие скорости и)и и>г и иог. Если в сосуде без перегородок скорости были симметричными по окружности, то в сосуде с перегородками скорость зависит также от расположения точки замера относительно перегородки.
Распределение скоростей для одного и того же аппарата с перегородками и без перегородок приведено на рис. Ш-7. Этот график построен по данным Нагаты и др. [148] для восьмилопастной турбинной мешалки с прямыми лопатками и сосуда, оборудованного восемью перегородками шириной В = В/12. Поверхность замера была расположена на расстоянии примерно 12° за перегородкой в направлении вращения мешалки. Как следует из рис. Ш-7, применение перегородок .привело к значительному снижению тангенциальных (окружных) скоростей и к повышению радиальных и осевых скоростей. Таким образом, циркуляция жидкости в аппарате с мешалкой существенно изменилась и вместо окружной стала ра-дпально-осевой.
УРАВНЕНИЯ, ОПИСЫВАЮЩИЕ СКОРОСТИ ЖИДКОСТИ
В АППАРАТЕ С МЕШАЛКОЙ
До сих пор было опубликовано лишь незначительное число уравнений, описывающих распределения скоростей жидкости в аппаратах с мешалками. Наибольшее количество данных по этому вопросу относится к аппаратам без перегородок и для тангенциальной составляющей.
При перемешивании жидкости в сосуде без перегородок мешалками с прямыми лопатками и для Ие >- 104 распределение скорости является приближенно симметричным по отношению к оси г, причем составляющая не меняется вдоль высоты г (рис. Ш-2). Таким образом, эта составляющая становится функцией только одного параметра = / (г).
Многие авторы [1, 3, 67, 68, 131, 149, 163] считали, что в описанном выше процессе образуется вертикальный цилиндрический вихрь радиусом гю, называемый также центральным вихрем, и что поэтому весь объем Нчидкости в аппарате с мешалкой можно разделить на две зоны (рис. II1-8):
1) цилиндрическая зона I в диапазоне О О <Сгт в которой движение жидкости является вихревым, причем жидкость вращается с постоянной угловой скоростью сос; для этой зоны справедливо уравнение
п^ — ысг (Ш-4)
2) цилиндрическая зона II в диапазоне гт <г < И (называемая зоной невихревого или потенциального движения), в которой ско-
96
рость снижается с увеличением радиуса по гиперболической1 зависимости:
Ю1 = С\г (П1-5)
Только вблизи стенки скорость резко падает до нуля. Величины сос и С для данной системы определяются опытным путем. Для прямых лопаток, расположенных радиально, о)с 2пп. В качестве гш принимается
радиус, соответствующий максимальному значению и>(.
Мельников [131 ] первый определил приближенное значение радиуса центрального вихря гш я« 0,75гт. Применив воду в качестве перемешиваемой жидкости, он установил, что эта величина не зависит от числа оборотов мешалки.
Влияние геометрических параметров аппарата с мешалкой и физических параметров жидкости на значение тт исследовали Аиба [1,3], Нагата и др. [143, 145, 148] и Гзовский [67, 68].
Аиба установил, что величина гш явно зависит от вязкости жидкости и не зависит от высоты расположения и числа оборотов мешалки.
Нагата и его сотрудники предложили для расчета радиуса гш следующую зависимость:
Ые
103+1,6 Ые
(Ш-6)
Особенно широко исследовали эту проблему Гзовский и др. [67, 68], а также Карасев и Гзовский [95, 96]. Гзовский подтвердил наличие центрального вихря на основании измерений скорости растворения образца из твердой щавелевой кислоты, уложенного на дно сосуда. Оказалось, что наиболее интенсивное растворение образца наблюдалось на окружности радиусом г, ких измерений автор вывел формулу:
0,08 0,16 0240^040 0г,%
Рис. II1-8. Схема возникновения центрального вихря:
1 — уравнение (Ш-9); 2 — уравнение (Ш-4); 3 — уравнение (Ш-5); 4 — уравнение (111-10).
На основании та-
1
= ехр —
1+-
2«1 +0,544
46
Д2
(Ш-7)
1 Для таких условий свободная поверхность жидкости в зоне I представляет параболоид вращения, а в зоне II — гиперболоид вращения.
7 Заказ 1259
97
Здесь гу — радиус вихря на линии статического уровня жидкости (рис. Ш-8), рассчитываемый по зависимости
-^-= 0,508+ 0,215 (-^2--о,3) (Ш-8)
а п1 — так называемое число источников и стоков (для нормального расположения мешалки принимается п1 = 4).
Согласно более новым исследованиям уравнение (Ш-7) дает завышенные значения, особенно для небольших значений критерия Рейнольдса.
Кроме радиуса центрального вихря Гзовский исследовал форму свободной поверхности жидкости, принимая, что она однозначно характеризует гидродинамическое состояние жидкости в аппарате с мешалкой и мощность, расходуемую на перемешивание. На основе более поздних исследований, выполненных в лаборатории Лен-НИИХиммаша [163], было, однако, доказано, что мешалки одного и того же диаметра, но разной конструкции, вызывают при одной и той же мощности, расходуемой на перемешивание, различную деформацию свободной поверхности жидкости (образуется воронка разной глубины).
Предыдущая << 1 .. 24 25 26 27 28 29 < 30 > 31 32 33 34 35 36 .. 133 >> Следующая

Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены.
Реклама