ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА




	2.2 Методика гидродинамического расчёта Методика расчёта перемешивающих устройств вертикальных емкостных аппаратов регламентирована руководящим нормативным документом РД 26-01-90-85. Этот расчёт проводится для всех аппаратов с механическими мешалками как серийно выпускаемых, так и нестандартных, при проектировании и реконструкции любого химического производства. По результатам расчёта выдаётся письменное разрешение. Метод расчёта пригоден для турбулентного режима перемешивания.Значение центробежного критерия Рейнольдса для турбулентного премешивания Здесь n-частота вращения мешалки в 1/с, v- кинематическая вязкость перемешиваемой среды в м2/с. Метод основан на решении уравнения равенства моментов: Здесь Мк-крутящий момент, приложенный к жидкости при вращении лопастей мешалки, Ма-момент сил сопротивления, возникающий на стенках корпуса аппарата, Мвн-момент сил сопротивления, возникающий на внутренних устройствах. Такой подход обеспечивает возможность применения единых расчётных зависимостей для аппаратов с мешалками разных типов и различными внутренними устройствами. В качестве гидродинамической основы расчёта используются характеристики профиля окружной скорости жидкости в аппрате. С их помощью определяется: глубина центральной воронки, образующейся в результате перемешивания, и необходимая мощность привода мешалки. При Мвн>>Ма в качестве гидродинамической основы расчёта используется осреднённое значение окружной скорости жидкости в аппарате. Соотношения для вычисления значений моментов Крутящий момент Здесь Zм-число мешалок на валу, К1-коэффициент мощности перемешивания, коэффициент гидравлического сопротивления Момент сил сопротивления на стенках аппарата Здесь - коэффициент сопротивления корпуса аппарата - параметр заполнения высоты аппарата: l=4, если в аппарате установлены отражательные перегородки, l=8, если их нет; р=1 для аппаратов со свободной поверхностью жидкости, р=2 для полностью заполненных аппаратов. Vcp - относительная осреднённая окружная скорость жидкости в аппарате Момент сил сопротивления на внутренних устройствах Здесь - коэффициент гидравлического сопротивления i-того внутреннего устройства; fi-площадь проекции i-того внутреннего устройства на плоскость, перпендикулярную направлению вращения мешалки; ri-радиус установки i-того внутреннего устройства в аппарате; V(ri)-относительная окружная скорость жидкости на расстоянии ri от оси аппарата; Zв-количество внутренних устройств. Вид выражений для вычисления значений К1, Vcp, V(ri) зависит от вида мешалки и величины гидравлического сопротивления внутренних устройств:. Если Rвн<=0,1DH, то эти величины определяются параметрами профиля окружной скорости жидкости в аппарате и : 1. Для лопастных, пропеллерных и турбинных мешалок при D/dм > 1.5 2. Для рамных и якорных мешалок при D/dм<=1.5 Значения и связаны соотношением: , где коэффициенты S1 и S2 зависят от отношения D/dм: при D/dм > 1,5 S1=0,5; S2=1,25 при D/dм <= 1,5 Таким образом, при Rвн<=0,1DH уравнение равенства моментов решается относительно параметра , причём известно, что корень этого уравнения находится внутри отрезка: После определения значения из уравнения равенства моментов определяется глубина центральной воронки в аппарате: , где n - частота вращения мешалки, 1/с; g=9,8 м/с2, В - параметр глубины воронки, значение которого определяется по эмпирической зависимости: Расчёт заканчивается вычислением значения мощности, затрачиваемой на перемешивание: вычисляется К1 (через и ) вычисляется критерий мощности перемешивания (центробежный критерий Эйлера) Определяется мощность, затрачиваемая непосредственно на перемешивание Определяется необходимая мощность привода с учётом пусковых нагрузок Здесь Кп=1,2 для аппаратов с отражательными перегородками Кп=1,3 для аппаратов с другими внутренними устройствами Кп=1,5 для аппаратов без внутренних устройств при при D/dм > 1.5 Кп=2 для аппаратов без внутренних устройств при при D/dм <= 1.5 В случае, когда Rвн>0,1DH, окружная скорость жидкости в аппарате считается постоянной: V(ri)=Vcp