ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
1.2.4. Перемешивание несмешиваемых жидкостей
Целью перемешивания взаимно нерастворимых жидкостей в аппаратах с механическими мешалка-
ми, как правило, является получение эмульсий с размерами капель 0,1 – 3 мм или интенсификация мас-
сообмена. Основными параметрами качества перемешивания в системе жидкость–жидкость являются:
– средний диаметр капель дисперсной фазы;
– распределение концентрации дисперсной фазы по высоте аппарата.
При механическом перемешивании несмешиваемых жидкостей капли дисперсной фазы имеют раз-
личные размеры. Диаметр наибольших капель обычно не превышает 2 – 3 мм, наименьшие капли име-
ют размеры порядка 0,03 – 0,05 мм. Получение функций распределения капель по размерам по резуль-
татам экспериментов весьма трудоёмко, поэтому степень дисперсности чаще всего характеризуют вели-
чиной среднего поверхностно-объёмного диаметра капель. Анализ результатов измерений, выполнен-
ных различными методами [1], показывает, что средний диаметр капель дисперсной фазы
d
к
является
функцией диссипации энергии ε и поверхностного натяжения σ:
4,0
6,0
c
к
ε
ρ
σ
13,0
−
⋅
⋅=
d
. (1.18)
При допущении о равномерном распределении энергии механического перемешивающего устрой-
ства в рабочей среде диссипация энергии в объёме аппарата определяется по соотношению
V
N
c
ρ
ε =
, (1.19)
где
N
– мощность перемешивания, определяемая по формуле (1.1); ρ
с
– плотность сплошной фазы пере-
мешиваемой среды.
Заметим, что необходимые для расчёта затрат мощности на перемешивание плотность ρ и динами-
ческая вязкость µ в данном случае определяются по формулам:
(
)
φ1ρφρρ
сд
−+=
;
+
+
−
=
сд
д
с
µµ
µ
φ1,51
φ1
µ
µ
,
где ρ
д
– плотность дисперсной фазы; µ
д
, µ
с
– динамическая вязкость дисперсной и сплошной фазы; φ –
концентрация дисперсной фазы.
Методика расчёта распределения дисперсной фазы в объёме аппарата аналогична методике расчёта
распределения твёрдой фазы при перемешивании суспензий. Согласно [2], особенностью аппаратурного
оформления процесса перемешивания в системе жидкость–жидкость является установка в аппарате отра-
жательных перегородок, обладающих большим гидравлическим сопротивлением. Поэтому условие рав-
номерного распределения дисперсной фазы по высоте аппарата имеет вид:
3,0Pe
т
к
≤=
D
Нw
, (1.20)
где
D
т
– осреднённый коэффициент турбулентного переноса, определяемый по соотношению (1.9);
w
к
–
средняя скорость осаждения (всплывания) капель, для расчёта которой используется уравнение Адама-
ра – Рыбчинского [1]
(
)
сд
сд
с
сд
2
к
к
µ3µ2
µµ3
µ18
ρρ
+
+
−
=
gd
w
, (1.21)
полученное для случая ламинарного осаждения (всплывания) одиночной капли в невозмущённой жид-
кости. Уравнение (1.21) является приближённым, однако разброс опытных данных от результатов рас-
чёта находится в пределах допустимой погрешности измерений [1].
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 18
- 19
- 20
- 21
- 22
- …
- следующая ›
- последняя »
