2. Общая характеристика аппаратов для перемешивания жидких сред

В химической промышленности перемешивание в жидких средах применяется для приготовления растворов, эмульсий, суспензий, а также для интенсификации химических, тепловых и диффузионных процессов. Емкостные аппараты, оснащенные перемешивающими устройствами, в большинстве своем универсальны и пригодны для реализации комплекса процессов (нагревание, растворение, химическая реакция, охлаждение, суспензирование осадка). 

Наиболее важными характеристиками перемешивающих устройств, которые могут быть использованы для их сравнительной оценки, являются интенсивность перемешивания и эффективность устройства. Интенсивность перемешивания определяется затратами энергии на единицу расхода перемещаемой жидкости. Мерой интенсивности перемешивания может служить отношение затрат мощности к объему или массе перемешиваемой жидкости, а для механической мешалки - число оборотов при фиксированной продолжительности процесса. Эффективность перемешивающего устройства является характеристикой качества проведения процесса. Способ ее оценки определяется целью перемешивания, например при суспензировании эффективность определяется степенью равномерности распределения твердой фазы в объеме аппарата, при интенсификации тепловых и диффузионных процессов - отношением коэффициентов тепло- и массоотдачи с перемешиванием и без него. В каждом конкретном случае эффективность должна соотноситься с целесообразной интенсивностью, т.е. расходом энергии и времени на проведение процесса.

Различают два основных способа перемешивания в жидких средах: механический (с помощью мешалок различных конструкций) и пневматический (сжатым воздухом или инертным газом). Кроме того, применяют перемешивание в трубопроводах (за счет турбулентного режима течения компонентов), циркуляционное (многократное прокачивание жидкости через систему аппарат-циркуляционный насос) и перемешивание в соплах (рис. 3.1). Наибольшее распространение в практике получил механический способ.

Большинство аппаратов с механическими мешалками представляют собой вертикальную цилиндрическую емкость, на корпус которой установлено перемешивающее устройство, включающее вертикально расположенный вал, на котором размещены одна или несколько (до 4-х) мешалок, уплотнение вала, привод и муфту, соединяющую вал привода с валом мешалки (рис. 3.2). Привод осуществляется от электродвигателя, как правило, через редуктор или клиноременную передачу. Аппарат может комплектоваться внутренними устройствами для создания определенного режима перемешивания (диффузор, отражательные перегородки), теплообменными устройствами (змеевик, рубашка). Выбор конкретного аппарата определяется свойствами перемешиваемой среды, требуемой производительностью, необходимыми для проведения процесса температурой и давлением.

Важнейший элемент аппарата - перемешивающее устройство, конструкция которого должна отвечать следующим условиям: 1) установка на вал нескольких мешалок допускается при невозможности обеспечить требуемый режим перемешивания одной мешалкой и если отношение высоты заполнения аппарата к его диаметру > 1.3; 2) при размещении на валу нескольких мешалок их конструкция и размеры должны быть одинаковыми, расстояние между соседними мешалками не должно быть меньше их диаметра ; 3) высота установки нижней мешалки над днищем аппарата при должна быть в пределах , но не выше / 2; при - в пределах , но не выше /4.