2. Сравнительная характеристика и область применения механических мешалок

Выбор и сравнительная характеристика различных мешалок обусловлены целью перемешивания, объемом аппарата, физико-химическими свойствами компонентов системы, нормами технологического процесса и экономическими показателями.

Лопастные мешалки(см. рис. 6.2) состоят из двух или более лопастей прямоугольного сечения, закрепленных на вращающемся валу. К лопастным мешалкам относят такжеякорные,рамныеилистовые мешалки. Основные достоинства лопастных мешалок – простота устройства и невысокая стоимость. Лопастные мешалки применяют для перемешивания жидкостей, вязкость которых не превышает 10³мПас. Для перемешивания более вязких жидкостей используют якорные или рамные мешалки. Они имеют форму, соответствующую внутренней форме аппарата. При вращении эти мешалки очищают стенки идно аппарата от загрязнения. Листовые мешалки имеют лопасти большой ширины и обеспечивают тангенциальное течение перемешиваемойсреды. Листовые мешалки применяют для перемешивания маловязких жидкостей (менее 50 мПа·с), интенсификации теплообмена, при проведении химических реакций в объеме и растворении.

Винтовыеитрехлопастные мешалки(см. рис. 6.3,б, д) выполняют в форме лопастей, изогнутыми по профилю гребного винта или установленные наклонно к плоскости вращения. Эти мешалки потребляют меньшуюмощность, чем мешалки других типов, и имеют высокую скорость вращения. Они создают преимущественно осевые потоки и, как следствие, большой насосный эффект. Применяют их для перемешивания жидкостейвязкостью не более 2·10³мПас, для растворения, получения суспензий, быстрого перемешивания, создания маловязких эмульсий и гомогенизации в больших объемах жидкости.

Турбинные мешалки(см. рис. 6.3,в,г) имеют форму колес водяных турбин с плоскими, наклонными или криволинейными лопатками, укрепленными, как правило, на вертикальном валу. Турбинные мешалки создают преимущественно радиальные потоки жидкости и обеспечивают интенсивное перемешивание во всем объеме аппарата. Мощность, потребляемая турбинными мешалками, в аппаратах с отражательными перегородками при турбулентном режиме практически не зависит от вязкости среды. Поэтому мешалки этого типа пригодны для перемешивания смесей, вязкость которых изменяется при перемешивании, для получения суспензий с размером частиц до 25 мм, растворения, абсорбции, интенсификации теплообмена.

Рисунок 6.12 – Аппарат с прецессирующей мешалкой

Прецессионные мешалки(рис. 6.12) целесообразно применять, когда объем сосуда превышает 20 м³. Вал прецессирующей мешалки соединен с валом привода шарниром Гука. При вращении вал мешалки отклоняется от вертикали и движется по образующей конуса (прецессирует) с некоторой угловой скоростью.

Рисунок 6.13 – Аппарат с многорядной мешалкой

Таким образом, при небольших размерах рабочего органа= 1/6÷1/8, удается осуществлять достаточно равномерное перемешивание в сосудах объемом до нескольких сотен кубических метров. Кроме того, исключаются недолговечные концевые подшипники вала мешалки, увеличи­ваются примерно в четыре раза критические скорости колебаний вала, что позволяет более чем в два раза снизить диаметр жестких консольных валов. Прецессионные мешалки имеют меньшие мощность, габариты и массу привода, вследствие чего возрастает долговечность работы мотора редуктора, так как его тихоходный вал почти полностью освобождается от неуравновешенных нагрузок гидродинамического происхождения.

Все механические мешалки, при их установке в аппаратах с большим отношением высоты к диаметру делают многорядными (рис. 6.13). Расстояние между отдельными рядами выбирают в пределах (0,3÷0,8), где– диаметр мешалки.

Шнековыеиленточные мешалки(см. рис. 6.4,б,в) применяют для перемешивания высоковязких жидкостей (больше 3·10³Па·с).

228