Расчеты и выбор механических перемешивающих устройств вертикальных емкостных аппаратов. Карпушкин С.В - 11 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

В случае
R
вн
> 0,1
DH
ограничение на глубину центральной воронки не учитывается, так как она счита-
ется незначительной и не определяется.
1.1.3. Турбулентный перенос и циркуляция
в аппаратах с мешалками
В соответствии с диффузионно-циркуляционной моделью [1] в случае отсутствия в аппарате внут-
ренних устройств и при
R
вн
≤ 0,1
DH
в аппарате выделяются две концентрические зоны (рис. 1.6):
– центральная для 0 ≤
r
≤
r
m
(
r
m
– радиус раздела зон);
– периферийная для
r
m
≤
r
≤
D
/2.
Для мешалок с горизонтальными лопастями (лопастных, турбинных и т.п.) определяющей является
периферийная зона, а для мешалок с вертикальными лопастями (якорных, рамных) – центральная. Пе-
ремешивание в каждой из зон осуществляется за счёт турбулентной диффузии, а обмен между ними
обеспечивается циркуляцией, диффузия через границу зон не учитывается. При этом за счёт высокой
окружной скорости жидкости распределение концентраций в каждой из зон осесимметрично, и турбу-
лентная диффузия в окружном направлении при наличии циркуляции не учитывается.
Рис. 1.6. Схема диффузионно-циркуляционной модели переноса
в аппарате при
R
вн
≤
≤≤
≤ 0,1
DH
Таким образом, интенсивность протекания процесса перемешивания определяется скоростью турбу-
лентной диффузии в осевом и радиальном направлениях, а также циркуляционным расходом жидкости
между центральной и периферийной зонами (
q
). Интенсивность турбулентной диффузии характеризуется
коэффициентом турбулентного переноса
(
)
dr
rdu
lD
2
т
=
,
где
l
– путь перемешивания (может быть равным радиусу аппарата),
(
)
dr
rdu
– абсолютное значение гра-
диента окружной скорости перемешиваемой среды на радиусе
r
.
Профиль окружной скорости перемешиваемой среды всегда имеет максимум, которому соответст-
вует нулевое значение градиента скорости, т.е. в объёме аппарата существует цилиндрическая поверх-
ность, на которой коэффициент турбулентного переноса
D
т
обращается в нуль. Радиус раздела зон
r
m
равен радиусу максимума окружной скорости жидкости (см. рис. 1.3), и является решением уравнения
0134
)(
2
2
3
1
=+ψ+ψ=
mm
rr
dr
rdu
,
где
м
/2
drr
mm
=
– относительный радиус раздела зон, см. [1].
Коэффициент турбулентного переноса в осевом и радиальном направлениях и циркуляционный
расход перемешиваемой среды для каждой из зон определяются по полуэмпирическим формулам:

Страницы