Расчеты и выбор механических перемешивающих устройств вертикальных емкостных аппаратов. Карпушкин С.В - 5 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

2) мешалки с горизонтальными лопастями (лопастные, турбинные и другие), используемые при
значениях
G
D
> 1,5.
Согласно [2], конструкция перемешивающего устройства должна отвечать следующим условиям:
− установка на вал нескольких мешалок допускается при невозможности обеспечить требуемый
режим перемешивания одной мешалкой и если отношение высоты заполнения аппарата перемешивае-
мой средой
Н
к его диаметру
D
превышает 1,3;
− при размещении на валу нескольких мешалок их конструкция и размеры должны быть одинако-
выми, расстояние между соседними мешалками не должно быть меньше их диаметра
d
м
;
− высота установки нижней мешалки над днищем аппарата при
G
D
> 1,5 должна быть в пределах
(0,4…1)
d
м
, но не выше
H
/2, а при
D
/
d
м
≤ 1,5 – в пределах (0,5…5) (
D
–
d
м
), но не выше
D
/4.
Основой для разработки методики расчёта конструктивных параметров механических перемеши-
вающих устройств является теория перемешивания в жидких средах, разработанная сотрудниками С.-
Петербургского филиала НИИХИММАШ. Наиболее полно эта теория приведена в работе [1], где изло-
жены представления о физическом механизме перемешивания жидких сред, методика инженерного
расчёта гидродинамики перемешивания, тепло- и массообмена, турбулентной диффузии и другие. На
основе [1] создан руководящий нормативный документ [2], который регламентирует метод расчёта ме-
ханических перемешивающих устройств промышленных аппаратов. В [2] изложены рекомендации по
выбору конструкции перемешивающего устройства, методика расчёта мощности, затрачиваемой на пе-
ремешивание при турбулентном и ламинарном режимах, а также представлены алгоритмы расчёта про-
должительности гомогенизации среды при перемешивании взаимно растворимых жидкостей, распреде-
ления концентрации компонентов по высоте и радиусу рабочего объёма аппарата для процессов, пере-
мешивания суспензий, несмешиваемых жидкостей, жидкости и газа, подаваемого в аппарат через бар-
ботёр, а также для процесса растворения частиц твёрдой фазы. Последняя редакция руководящего до-
кумента [2] дополнена методом расчёта процесса перемешивания высококонцентрированных суспен-
зий, приведённым в работе [7].
Целью расчёта параметров механического перемешивающего устройства является ответ на вопрос:
способно ли устройство обеспечить требуемые условия реализации указанных процессов в рассматривае-
мом аппарате при выполнении ограничений на геометрические размеры мешалки, глубину центральной
воронки и потребляемую мощность. При отрицательном ответе на этот вопрос возникает задача выбора
оптимальной конструкции перемешивающего устройства. Эта задача актуальна для любых производств
(не только химических), где вертикальные емкостные аппараты в разные периоды эксплуатации могут
входить в состав различных технологических систем и использоваться для осуществления разных процес-
сов.
Гидродинамический расчёт перемешивающего устройства обычно дополняется механическими
расчётами [3], в результате которых определяется необходимый диаметр его вала.
1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ КОНСТРУКЦИИ
МЕХАНИЧЕСКОГО ПЕРЕМЕШИВАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА
ВЕРТИКАЛЬНОГО ЕМКОСТНОГО АППАРАТА
К числу основных параметров конструкции механического перемешивающего устройства (МПУ)
вертикального емкостного аппарата относятся:
− тип мешалки, расчётной характеристикой которого является коэффициент её гидравлического
сопротивления (ζ);
− число идентичных мешалок на валу перемешивающего устройства (
z
м
);
− диаметр мешалок (
d
м
);
− частота вращения вала перемешивающего устройства (
n
);
− диаметр вала перемешивающего устройства (
d
).
Рассмотрение методики выбора оптимальных значений этих параметров начнём с элементов теории
перемешивания в жидких средах, положенных в её основу:
−
соотношений, характеризующих пригодность МПУ фиксированной конструкции (значений ζ,
z
м
,
d
м
,
n
) для создания в рассматриваемом аппарате необходимой гидродинамической обстановки;

Страницы