Биоинженерия. Методическая разработка для студентов специальности 070100 "Биотехнология". Балдаев Н.С. - 26 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВСГУТУ | Улан-Удэ

Составители: 

Рубрика: 

5. МЕХАНИЧЕСКОЕ ПЕРЕМЕШИВАНИЕ
Раштон и др. разработали понятие числа мощности. Они
измерили мощность перемешивания жидкости при исполь-
зовании различных типов мешалок. На основании экспери-
ментальных данных была установлена зависимость между
мощностью и модифицированным критерием Рейнольдса
для мешалок[1].
Относительная скорость v
жидкости в сосуде с мешалкой
пропорциональна скорости мешалки
v~nD
i
, (5.1)
где п - скорость вращения мешалки;
D
i
- диаметр мешалки (рис. 4.1).
Внешняя сила, приходящаяся на единицу объема жидкости,
будет выражена как
3
1
ii
DnD
P
⋅ ,
где Р - мощность перемешивания.
С другой стороны, инерционная сила, приходящаяся на
единицу объема жидкости в сосуде, будет выражена как
Dn
n
nD
i
2
1
ρ
ρ
= .
Кроме этого, сила вязкости жидкости будет
ii
i
i
i
D
n
D
nD
D
D
µµ
=⋅
3
2
,
где µ - вязкость жидкости. Отношение внешних и внутрен-
них сил жидкости определяется как число мощности:
p
ii
ii
N
Dn
P
Dn
DnD
P
силавнутренняя
силавнешняя
==
⋅
=
ρρ
532
3
1
=
= число мощности (безразмерная величина). (5.2)
Рис. 5.1. Зависимость N
P
от N
Re
; характеристика мешалок по мощности-
выражается числом мощности N
P
в зависимости от модифицированного
критерия Рейнольдса N
Re
. В нижней части рисунка показаны геометри-
ческие формы основных типов мешалок
Движение жидкости в аппаратах с механическим переме-
шиванием характеризуется отношением сил инерции к си-
лам вязкости жидкости, а именно модифицированным кри-
терием Рейнольдса для мешалок: 
5. МЕХАНИЧЕСКОЕ ПЕРЕМЕШИВАНИЕ                                                        P 1
                                                                                       ⋅
                                                                    внешняя сила    nDi Di3    P
   Раштон и др. разработали понятие числа мощности. Они                           =         = 3 5 = Np =
                                                                  внутренняя сила    ρn Di
                                                                                       2
                                                                                             n Di ρ
измерили мощность перемешивания жидкости при исполь-
зовании различных типов мешалок. На основании экспери-             = число мощности (безразмерная величина). (5.2)
ментальных данных была установлена зависимость между
мощностью и модифицированным критерием Рейнольдса
для мешалок[1].
Относительная скорость v жидкости в сосуде с мешалкой
пропорциональна скорости мешалки
                          v~nDi ,                 (5.1)
 где п - скорость вращения мешалки;
     Di - диаметр мешалки (рис. 4.1).
Внешняя сила, приходящаяся на единицу объема жидкости,
будет выражена как
                          P 1
                             ⋅    ,
                         nDi Di3

где Р - мощность перемешивания.

 С другой стороны, инерционная сила, приходящаяся на
 единицу объема жидкости в сосуде, будет выражена как
                       ρnDi
                            = ρn 2 D .
                        1                                 Рис. 5.1. Зависимость NP от NRe; характеристика мешалок по мощности-
                          n                               выражается числом мощности NP в зависимости от модифицированного
Кроме этого, сила вязкости жидкости будет                 критерия Рейнольдса NRe. В нижней части рисунка показаны геометри-
                       D 2 nD       n                     ческие формы основных типов мешалок
                     µ i3 ⋅ i = µ ,                       Движение жидкости в аппаратах с механическим переме-
                       Di Di        Di
                                                          шиванием характеризуется отношением сил инерции к си-
                                                          лам вязкости жидкости, а именно модифицированным кри-
где µ - вязкость жидкости. Отношение внешних и внутрен-   терием Рейнольдса для мешалок:
них сил жидкости определяется как число мощности:

Страницы