Врач оборудования: как выбрать магнитный миксер для реактора

Thread Content

　　Хороший способ выбора магнитного миксера для реакционной кухни должен соответствовать двум условиям: во-первых, результат выбора должен быть разумным, а во-вторых, сам процесс выбора — простым. Однако эти два условия зачастую трудно соблюсти одновременно. 　　Поскольку вязкость жидкости оказывает значительное влияние на состояние перемешивания, выбор подходящего устройства для перемешивания основывается на уровне вязкости среды, в которой происходит перемешивание. Несколько типичных миксеров имеют разный диапазон применения в зависимости от уровня вязкости. По мере увеличения вязкости жидкости порядок использования различных насосов следующий: пропеллерные, турбинные, шнековые, якорные и спиральные. Здесь пропеллерные насосы рассматриваются более подробно: для больших объемов жидкости используется низкая скорость вращения, а для меньших объемов — высокая скорость вращения. Эта схема выбора не устанавливает абсолютных ограничений на использование тех или иных типов паст. На самом деле сферы применения различных типов паст пересекаются. Например, пасты с простой конструкцией можно использовать в условиях низкой вязкости, поскольку с помощью специальных барьеров можно улучшить характер потока. Турбинный тип, благодаря своей высокой способности к конвективному циркулированию, диффузии турбулентными потоками и силе сдвига, является почти самым распространенным типом пасты. 　　Определение типа суспензии, подходящего для данного процесса, на основе цели процесса смешивания и характера потока, создаваемого миксером, является довольно эффективным методом. Поскольку выбор типов клея в Советском Союзе определялся местными традициями, он не всегда совпадал с типами клея, которые широко используются в нашей стране. 　　Рекомендуемое деление типов пасты заключается в разделении их на быстрые и медленные типы: первые работают в состоянии турбулентности, а вторые — в состоянии ламинарного потока. При выборе определяются тип суспензии и условия работы перегородок в зависимости от цели перемешивания и состояния потока; при этом состояние потока зависит от вязкости среды, используемой для перемешивания. 　　Условия его использования довольно конкретны: помимо типа суспензии и цели перемешивания, указываются также рекомендуемый диапазон вязкости среды, диапазон скорости вращения миксера и диапазон объема резервуара. 　　Предложенная таблица выбора также основана на цели перемешивания и состоянии потока во время процесса перемешивания. Ее преимущество заключается в том, что она определяет диапазон применения различных типов смесей в зависимости от особенностей конкретного процесса перемешивания, что позволяет более точно подбирать подходящий вариант. Сравнивая приведенные выше таблицы, можно видеть, что критерии выбора и результаты довольно согласуются. Ниже приводится дополнительное пояснение к нескольким из основных процессов. 　　Смешивание однородных жидкостей с низкой вязкостью — это процесс перемешивания с наименьшими трудностями; он становится более сложным лишь тогда, когда объем жидкости велик, а требуется краткое время смешивания. Благодаря высокой способности к циклической работе и низкому расходу энергии, он является наиболее подходящим вариантом. Турбинные устройства, несмотря на свою высокую способность к сдвигу жидкостей, требуют большого количества энергии. Поэтому они не так уж и необходимы для процесса смешивания. Если использовать их для смешивания больших объемов жидкости, их способность к циркуляции окажется недостаточной. 　　Для процессов диспергирования турбинные устройства наиболее подходят благодаря высокой силе сдвига и большой способности к циркуляции. Особенно подходят турбины с прямыми лопастями, поскольку сила сдвига в них выше, чем в турбинах с изогнутыми или складными лопастями. Турбины с прямым движением ротора и турбины с винтовым ротором могут использоваться только при небольшом количестве диспергированной жидкости, поскольку у них меньшая сила сдвига, чем у турбин с прямыми лопастями. При этом турбины с винтовым ротором редко используются для процессов диспергирования. Для усиления эффекта срезания во всех устройствах для диспергирования используются барьеры. 　　Режим работы с твердыми частицами в суспензии наиболее широко применяется в турбинных устройствах, причем наилучшим вариантом является использование турбин с открытым типом. У него нет средней дисковой части, что не мешает смешиванию жидкости над и под лопастями. Кроме того, преимущества использования изогнутых лопастей ещё более очевидны: устройство обеспечивает хорошую эффективность работы, а лопасти редко изнашиваются. Поэтому оно более подходит для процессов суспензии твердых веществ. Применение толкательного типа ограничено; он не подходит, когда разница в плотности твердой и жидкой фаз велика или когда соотношение твердой и жидкой фаз превышает 50%. При использовании перегородок необходимо следить за тем, чтобы предотвратить накопление твердых частиц в углах перегородок. Как правило, барьеры используются только тогда, когда соотношение твердой и жидкой фаз низкое. У турбин с разворачивающимися лопастями и у пропеллерных устройств имеется осевой поток, поэтому барьеры также могут не использоваться. 　　Для процесса поглощения газа наиболее подходит дисковый турбинный агрегат: у него высокая сила сдвига, к тому же под диском может накапливаться некоторое количество газа, что способствует более равномерному его распределению. У турбин, работающих по другому принципу, такой преимущества нет. Пружинные и приводные типы практически не подходят для процесса поглощения газов; их можно использовать лишь в небольших объемах, когда от дисперсности поглощаемого газа не требуется высокой степени. 　　Процесс кристаллизации с использованием миксера является довольно сложным, особенно когда необходимо строго контролировать размер кристаллов. Как правило, используется быстрое перемешивание с малым диаметром, например турбинное, которое подходит для кристаллизации мелких частиц, в то время как медленное перемешивание с большим диаметром, например пастеризационное, может использоваться для кристаллизации крупных кристаллов. 　　Существует множество способов классификации миксеров. Здесь приведены некоторые из них: 1. По конструкции лопастей миксеры делятся на миксеры с плоскими лопастями, наклонными (согнутыми) лопастями, изогнутыми лопастями и миксеры с спиральными лопастями. У винтовых и турбинных миксеров лопасти имеют плоскую или наклонную форму; у пропеллерных, винтовых и гвинтовых миксеров лопасти имеют спиральную форму. В зависимости от требований к монтажу их можно разделить на цельные и раздельные типы, что облегчает прямое крепление миксера к валу миксера без необходимости демонтажа муфт и других компонентов. 　　2. В зависимости от назначения миксеров их делят на миксеры для жидкостей с низкой вязкостью и миксеры для жидкостей с высокой вязкостью. Для низковязких жидкостей используются такие миксеры: пропеллерные, пастеризаторные, турбинные с открытым вращением, дисково-турбинные, Брумакина, пластинчато-рамные пастеризаторные, трёхлопастные и другие. Для смешивания высоковязких жидкостей используются такие насадки, как якорная, рамная, зубчато-дисковая, винтовая и ленточно-винтовая. 　　3. В зависимости от характера потока жидкости существуют миксеры с осевым потоком и миксеры с радиальным потоком. Некоторые миксеры при работе создают как осевой, так и радиальный потоки жидкости; такие миксеры называются миксерами с смешанным типом потока. Реактивный миксер является представителем осевого типа, дисковый турбомиксер с прямыми лопастями — представителем радиального типа, а турбомиксер с наклонными лопастями — представителем смешанного типа. 　　Поршневой миксер с шестью наклонными лопастями по сравнению с турбомиксером с прямыми лопастями обеспечивает не только радиальный поток, но и осевой поток. Его способность к сдвигу слоев находится между показателями турбомиксера с прямыми лопастями и миксера с изогнутыми лопастями. Поэтому он обладает более высокими комплексными характеристиками; он подходит для диспергирования, разделения твердых веществ, создания суспензий, растворения твердых веществ. Его также можно использовать в других процессах. Условия работы у него такие же, как у турбомиксера с шестью прямыми лопастями.