Пневматическое перемешивание

Пневматическое перемешивание сжатым инертным газом или воздухом является малоинтенсивным процессом. Расход энергии при пневматическом перемешивании больше, чем при механическом. Перемешивание жидкости сжатым газом осуществляется двумя способами: свободным барботированием и циркуляционным методом.

При свободном барботировании на дне аппарата устанавливают барботер, представляющий собой трубу с отверстиями (рис.10). В барботер подается сжатый газ, который выходит из отверстий барботера в жидкость в виде пузырьков. При подъеме пузырек выталкивает жидкость перед собой и в стороны. Кроме того при подъеме пузырьков жидкость, находящаяся в непосредственной близости к их поверхности, под действием касательного напряжения приводится в движение и увлекается пузырьками. При массовом барботаже происходит как коалесценция, так и разрушение пузырьков. Все эти явления и ведут к перемешиванию жидкости.

При циркуляционном пневматическом перемешивании газ подается в циркуляционную трубу (рис.11). Пузырьки газа увлекают за собой вверх по трубе жидкость, находящуюся в сосуде, которая по выходе из трубы затем опускается вниз по кольцевому пространству между трубой и стенками аппарата, обеспечивая циркуляционное перемешивание жидкости.

Другие гидравлические способы перемешивания.

Под другими способами перемешивания подразумевается перемешивание жидкостей (иногда и газов) в трубопроводах, инжекционных смесителях и циркуляционное перемешивания при помощи насосов.

Перемешивание в трубопроводах.

Перемешивание в трубопроводах является наиболее простым видом осуществления этого процесса. В этом случае используется энергия турбулентного потока жидкости (газа), движущейся в трубе, где за счет турбулентных пульсаций скорости осуществляется перемешивание

Рис.10 Схема барботажного Рис.11 Барботажный смеситель

смесителя с циркуляционной трубой.

Рис.12 Схема устройств для перемешивания в потоке: а) вставка из полуперегоро-док; б) диафрагмовая вставка; в) винтовая вставка;1,2 - входы компонентов смеси; 3 - выход смеси.

В ряде случаев перемешивание жидкостей и газов осуществляют в трубопроводах путем создания искусственной турбулизации потока. Для этой цели в трубопроводе после ввода компонентов 1 и 2 (рис.12) размещаются соответствующие неподвижные детали, обеспечивающие многократное изменение величины и направления скорости потока с целью получения смеси исходных компонентов 3. В качестве таких деталей, вызывающих турбулизацию потока, используют полуперегородки (рис.12,а) и диафрагмы со смещенными по оси трубы отверстиями (рис.12,б); здесь поток многократно расширяется, сужается и изменяет свое направление. Размещение в трубопроводе винтовых вставок, часто с чередованием направления винтового хода (вправо и влево), приводит к многократному разнонаправленному закручиванию потока (рис.12,в).

Указанные методы перемешивания применимы в случае взаимной растворимости и невысокой вязкости компонентов смеси при больших скоростях их движения и достаточной длине трубопровода. Они требуют значительных затрат энергии при сравнительно невысокой эффективности смешения. В расчете такого трубопровода используемые турбулизаторы рассматриваются как местные сопротивления.