Решение.

1. Выбор мешалки.

Учитывая высокую концентрацию твёрдой фазы в получаемой суспензии (w = 0,20 кг/кг), относительно большой размер частиц (d_o = 1,5 мм) и высокую вязкость жидкости ( = 40 мПа∙с) выбираем турбинную закрытую мешалку.

Диаметр турбинки обычно равен 0,25…0,33 диаметра аппарата.

По нормалям НИИХИММАШа: для аппарата D = 1000 мм диаметр турбинной закрытой мешалки d_м = 300 мм.

2. Расчёт мощности.

Мощность, затрачиваемая на перемешивание, зависит от частоты вращения мешалки.

Частота вращения должна быть такой, чтобы осевая скорость потока в аппарате была больше скорости оседания наиболее крупных частиц.

Для турбинных мешалок минимальное число оборотов, удовлетворяющее названным требованиям, может быть найдено через число Рейнольдса: , которое, в свою очередь, рассчитывается по критериальному уравнению:

где:

;

При найденных значениях критериев и симплексов подобия искомый критерий Рейнольдса:

следовательно, минимальная частота вращения мешалки:

Результат расчёта приемлем, так как по нормалям для выбранной мешалки частота вращения должна быть равна 3,0…10,5 об/с.

Принимаем: п = 5 об/с = 300 об/мин.

Тогда в рабочих условиях:

На графике [рис. VII, стр. 558-559] находим:

▫ выбранной мешалке соответствует линия 12;

▫ при Re_м = 2,06∙10⁴ критерий Эйлера при перемешивании (критерий мощности) Eu_м = K_N = 1,2.

Следовательно, потребляемая мощность:

Задача 46.

Определить максимальную толщину плёнки воды, стекающей ламинарно, без волн на свободной поверхности, при течении жидкости по вертикальной поверхности при температуре 20 °С.

Решение.

При заданном режиме течения плёнки её толщина ; причём для этого режима, откуда.

Тогда искомая толщина плёнки:

Задача 47.

Для условий предыдущей задачи определить среднюю и максимальную скорости течения жидкости, а также время пребывания частиц, движущихся с такими скоростями вдоль поверхности высотой 1 м.