Мішалки лопатевого типу

Лопатевими мішалками називаються пристрої, що складаються з двох чи більшого числа лопат прямокутного перетину, закріплених на обертовому вертикальному чи похилому валу (мал. 1). До лопатевих мішалок відносяться також і деякі мішалки спеціального призначення: якірні, рамні і листові.

Мал. 1. Лопатева мішалка.

Основні переваги лопатевих мішалок – простота пристрою і невисока вартість виготовлення. До недоліків мішалок цього типу варто віднести низьку насосну дію мішалки (слабкий осьовий потік), що не забезпечує досить повного перемішування у всьому об’ємі апарату. У наслідок незначності осьового потоку лопатеві мішалки перемішують тільки ті шари рідини, що знаходяться в безпосередній близькості від лопат мішалки. Розвиток турбулентності в обсязі рідини, що перемішується, відбувається повільно, циркуляція рідини невелика. Тому лопатеві мішалки застосовують для перемішування рідин, в’язкість яких не перевищує 10³ мн^. сік/м² . Ці мішалки непридатні для перемішування в потоці, наприклад в апаратах безупинної дії.

Деякі збільшення осьового потоку рідини досягається при нахилі лопат під кутом 30 – 45⁰ до осі валу. Така мішалка здатна утримувати в зваженому становищі частки, швидкість осадження яких невелика. Лопатеві мішалки з похилими лопатами використовують при проведенні повільних хімічних реакцій, для яких стадія, що визначає швидкість підведення реагентів у зону реакції не є що лімітує.

З метою збільшення турбулентності середовища при перемішуванні лопатевими мішалками в апаратах з великим відношенням висоти до діаметра використовують багаторядні двухлопасні мішалки з установкою на валу декількох рядів мішалок, повернених друг щодо друга на 90⁰. Відстань між окремими рядами вибирають у межах (0.3 – 0.8 d), де d – діаметр мішалки, у залежності від в’язкості середовища, що перемішується.

Пропелерні мішалки

Робочою частиною пропелерної мішалки є пропелер (мал.1) – пристрій з декількома фасонними лопатами, вигнутими по профілю гребного гвинта. Найбільше поширення дістали трилопатеві пропелери. На валу мішалки, що може бути розташований вертикально, чи горизонтально похило, у залежності від висоти шару рідини встановлюють один або кілька пропелерів.

Мал.1. Пропелерна мішалка

Унаслідок більш обтічної форми пропелерні мішалки при однаковому числі Рейнольдса споживають меншу потужність, чим мішалки інших типів. Перехід в автомодельну область для них спостерігається при відносно низьких значеннях критерію Рейнольдса (Re = 10⁴). До достоїнств пропелерних мішалок варто віднести також відносно високу швидкість обертання і можливість безпосереднього приєднання мішалки до електродвигуна, що приводить до зменшення механічних утрат.

Пропелерні мішалки створюють переважно осьові потоки середовища, що перемішується, і, як наслідок цього, - великий насосний ефект, що дозволяє істотно скоротити тривалість перемішування. Разом з тим пропелерні мішалки відрізняються складністю конструкції і порівняно високою вартістю виготовлення. Їхня ефективність сильно залежить від форми апарата і розташування в ньому мішалки. Пропелерні мішалки варто застосовувати в циліндричних апаратах з опуклими днищами. При установці їх у прямокутних чи баках апаратах із плоскими або увігнутими днищами інтенсивність перемішування падає внаслідок утворення застійних зон.