Основные процессы и аппараты технологии промышленных взрывчатых веществ - Генералов М.Б.
ISBN 5-94628-130-5
Скачать (прямая ссылка):
Вид уравнения для определения вязкости смеси jiCM зависит от назначения и условий проведения процесса (см. подразд. 2.5).
Модифицированный критерий Эйлера часто называют критерием мощности и обозначают через Kn
Для упрощенных расчетов опытные данные о мощностях, затрачиваемых на перемешивание, представляют в виде графической зависимости критерия мощности Kn от модифицированного критерия Рей-нольдса ReM с геометрическими симплексами T1, T2, ... и критерием Фруда FrM в качестве параметров. Для геометрически подобных мешалок и аппаратов в случае соблюдения подобия условий на входе жидкости в аппарат и выходе из него, когда силой тяжести из-за ее малости по сравнению с силами инерции можно пренебречь, критерии мощности и, следовательно, мощность, затрачиваемая на перемешивание, зависит только от критерия Рейнольдса ReM. Критерий
Kn= J(Rell). (6.3)
Графики 1—15 зависимости Kn от ReM для основных типов нормализованных перемешивающих устройств, построенные на основании многочисленных экспериментальных данных [2], приведены на рис. 6.2.
Геометрические характеристики мешалок и аппаратов, для которых построен график Kn = (p (ReM), приведены в табл. 6.1, а их схематическое изображение нарис. 6.3.
При перемешивании механическими мешалками различают два режима перемешивания: ламинарный и турбулентный. Ламинарный режим (ReM < 30) соответствует неинтенсивному перемешиванию, при котором жидкость плавно обтекает кромки лопасти мешалки, захватывается лопастями и вращается вместе с ними. При ламинарном режиме перемешиваются только те слои жидкости, которые непосредственно примыкают к лопасти мешалки.
) 191 •1- 1<Г
10° IO1 IO2 IO3
IO4 IO5
IO6 ReM
Рис. 6.2. Зависимость Kn- ReM
С увеличением скорости вращения мешалки возрастает сопротивление среды движению мешалки, вызванное турбулизацией пограничного слоя и образованием турбулентного кормового следа в пространстве за движущимися лопастями. При (ReM > IO2) возникает турбулентный режим перемешивания, характеризующийся менее резкой зависимостью критерия мощности Kn от ReM.
В области развитой турбулентности (ReM > 105) критерий Kn практически не зависит от ReM. В этой области, которая называется автомодельной, расход энергии определяется только инерционными силами. Дальнейшее увеличение скорости вращения мешалки, хотя и приводит к более интенсивному перемешиванию среды, часто оказывается неэффективным, вследствие того, что возрастание затрат мощности в этом случае не компенсируется достигаемым эффектом.
192 Таблица 6.1
'XT9""
Характеристики мешалок (см. рис. 6.2 и 6.3)
Номер Типы мешалок Основные размеры мешалок
кривой
на рнс. 6.2 IJD b/D п ос, град
1 Лопастная 0,66 0,10 2 90
2 » с перегородками 0,66 0,10 2 90
3 Листовая 0,50 0,75 2 90
4 » с отражательными перегородками 0,50 0,75 2 90
S' Пропеллерная 0,25 - 3 40
6 - » 0,33 - 3 40
» с отражательными перего- 0,25-0,33 - 3 40
родками
8 Hf- Пропеллерная с диффузором 0,20-0,33 - 3 40
9 =L- Якорные и рамные 0,87 0,07 - 90
10 . А< Турбинная открытая 0,25 0,20 6 90
11 Тоже 0,33 0,20 6 90
12 » с отражательными перегородками 0,25-0,33 0,20 6 90
1^m 14 -і, Турбинная закрытая 0,25 0,15 6 90
То же 0,33 0,15 6 90
15 ¦ » с отражательными перегородками 0,25-0,33 0,15 6 90
Примечания: 1. В таблице использованы обозначения: dM — диаметр мешалки; D л и а метр аппарата; b — ширина лопасти мешалки; п — число лопастей; а — угол наклона плоскости лопасти к горизонтальной плоскости.
2. Ширина отражающих перегородок ОД D, их число — 4, высота уровня жидкости в аппарате h = D.
Следует отметить, что приведенные критические значения критерия ReM, определяющие границы режимов, являются весьма ориентировочными; их численные значения существенно зависят от конструкции и геометрических размеров мешалки и аппарата.
Если высота уровня жидкости в аппарате h не равна его диаметру D, то определенное с помощью графика на рис. 6.2 значение критерия мощности Kn = <p(ReM) умножают на поправочный коэффициент к = = (h/D)0'5. При сильной шероховатости стенок аппаратов, а также при наличии в них внутренних устройств (гильз термометров, змеевиков и т. п.) потребляемая на перемешивание энергия существенно возрастает лишь при отсутствии отражательных перегородок. Так, наличие в аппарате змеевика увеличивает потребляемую мощность в 2—3 раза, а наличие гильз для замера температуры, уровня жидкости — в 1,1—1,2
13-4590
193 5 иб
7
8
9
- Q-J
IOull
J" СНІ la-i J
- Он 1-Е) - >
Q-D-Є»-
12
13 и 14
15
Рис. 6.3. Схемы лопастных мешалок
раза. Мощность, затрачиваемая на перемешивание в аппаратах с сильно шероховатыми стенками, возрастает на 10—20%.
Электродвигатель для привода мешалки подбирают по мощности на валу мешалки, равной полезной мощности, которая сообщается жидкости, деленной на КПД передачи. При этом следует иметь в виду возможность кратковременного увеличения крутящего момента на валу электродвигателя в момент пуска. Пусковая мощность обычно превышает рабочую мощность не более чем в 2 раза и потребляется в течение очень непродолжительного времени. Ь.I1, >Ы
