Lepkość

Definicja

Lepkość jest płynną właściwością, która opisuje wewnętrzny opór przepływu płynu do odkształcenia i jest jedną z najważniejszych właściwości płynów, które należy wziąć pod uwagę przy projektowaniu mieszarki. Istnieją dwie wspólne miary lepkości, lepkości dynamicznej (μ) i lepkości kinematycznej (ν). Związek pomiędzy lepkością dynamiczną a lepkością kinematyczną przedstawiono poniżej:

$\displaystyle \nu = \frac{\mu}{\rho}$

ν – Lepkość kinematyczna (cSt)
μ – Lepkość dynamiczna (cP)
ρ – Gęstość (g/cm³)

Lepkość dynamiczna jest najbardziej odpowiednia dla zastosowań
mieszania, ponieważ opisuje opór przepływu płynu pod wpływem naprężenia ścinającego, podczas gdy lepkość kinematyczna opisuje opór przepływu pod wpływem grawitacji.

Płyny Newtona

W cieczach newtonowskich lepkość dynamiczna jest opisywana jako stosunek naprężenia ścinającego do gradientu prędkości w cieczy. Lepkość pozostaje stała na różnych naprężeniach ścinających i w czasie, a zależność jest pokazana w poniższym równaniu:

$\displaystyle \tau = \mu \frac{du}{dy}$

τ – Naprężenie ścinające
μ – Dynamiczna lepkość
du / dy – Gradient prędkości

Większość płynów można modelować jako płyny Newtona i jest to rodzaj płynu, z którym mamy do czynienia w większości zastosowań mieszania.

Płyny Nienewtonowskie

Inne rodzaje płynów mogą wykazywać zachowanie nienewtonowskie, w którym lepkość nie jest wartością stałą i zmienia się w odpowiedzi na jakąś inną zmienną.
Niektóre z nich są wymienione poniżej:

Pseudoplastyczne lub rozrzedzające płyny są najczęstszym rodzajem nienewtonowskiego płynu, z którym się stykamy.
W tych płynach lepkość zmniejsza się wraz ze wzrostem naprężenia ścinającego.
Płyny tiksotropowe zachowują się jak płyny pseudoplastyczne, z tym że lepkość zmniejsza się wraz z upływem czasu pod wpływem naprężeń ścinających.
Płyny dylatantowe i Preoptic są odpowiednimi odpowiednikami płynów pseudoplastycznych i tiksotropowych,
z tym że ich lepkość wzrasta odpowiednio w zależności od szybkości ścinania i czasu.
Płyny wiskoelastyczne wykazują połączenie lepkich i elastycznych właściwości w warunkach stresowych .
Oznacza to, że zachowują się one częściowo jak sprężyste ciało stałe i po odkształceniu mają tendencję do powrotu do pierwotnego kształtu.
Tworzywa Bingham mają minimalny naprężenia ścinające wymagane przed jakimkolwiek przepływem materiału.

Niektóre typowe nienewtonowskie płyny to farby na bazie wody, roztwory polimerowe oraz wiele produktów do pielęgnacji żywności i higieny osobistej, takich jak pasta do zębów i keczup z pomidorów.

Pomiar lepkości

Lepkość mierzy się za pomocą przyrządu zwanego wiskozymetrem lub reometrem. Istnieje wiele różnych typów, z których najczęstsze są wyjaśnione poniżej:

Spadający wiskozymetr

Wiskozymetry typu spadające kulki składają się z małej kuli i nieruchomej szklanej rurki wypełnionej badanym płynem. Kula może opadać przez płyn i mierzony jest czas przejścia między dwoma punktami. Stosując prawo Stokesa można następnie obliczyć lepkość dynamiczną, wykorzystując gęstość płynu i sfery.

Kubki lepkości

Kubki lepkości są rodzajem urządzenia do pomiaru lepkości składającego się z kubka z precyzyjnie dobraną aperturą w podstawie. Kubek jest napełniany mierzoną cieczą i pobierany jest czas potrzebny, aby ciecz spłynęła z kubka przez otwór. Od tej wartości czasu lepkość kinematyczną można obliczyć za pomocą wzorów przeliczeniowych lub tablic dostarczonych przez producenta.

Kubki o lepkości są powszechnie stosowane w przemyśle farb i lakierów.

Wiskozymetr rotacyjny

Bardziej wyrafinowanym typem reometru jest wiskozymetr typu obrotowego wrzeciona. Instrumenty te działają w oparciu o zasadę Searle’a, w której moment obrotowy wymagany do obrócenia wrzeciona w każdym płynie przy określonej prędkości jest proporcjonalny do lepkości płynu.

Prędkość obracającego się wrzeciona można zwykle zmieniać, co ma wpływ na zmianę naprężenia ścinającego, którego doświadcza płyn. Pozwala to na zastosowanie wiskozymetrów obrotowych do pomiaru profilu lepkości płynów nienewtonowskich, które wykazują różne lepkości na różnych poziomach naprężenia ścinającego.

Kategoria	Ciecz	Ciężar Właściwy przy 16°C	Lepkość Absolutna (cP)	Temperatura (°C)	Typ Lepkości
Produkty przemysłowe	Klej acetonowy		1200 - 1400	20	T
Produkty przemysłowe	Alkohol, sopropyl		2	Temperatura pokojowa
Produkty przemysłowe	Żywice alkidowe		500 - 3,000	Temperatura pokojowa
Produkty przemysłowe	Anty zamarzające		15	Temperatura pokojowa
Produkty żywieniowe	Jedzenie dla dzieci		1400	93	T
Produkty żywieniowe	Rzadkie ciasto		29500	30	T
Produkty żywieniowe	Piwo		18	Temperatura pokojowa
Produkty żywieniowe	Sos z buraków		1950	76	T
Produkty przemysłowe	Benzyna		5	Temperatura pokojowa
Produkty żywieniowe	Krem Premix		29200	18	T
Farmaceutyki	Krew		10	Temperatura pokojowa
Oleje z ryb i zwierząt	Olej z kości	0,92	48	54	N
Produkty żywieniowe	Drożdże piwowarskie		368	18	T
Produkty żywieniowe	Mieszanka bulionowa		430	18	T
Nabiał	Masło Odświeżone		45	50	N
Nabiał	Tłuszcz maślany		20	65	N
Nabiał	Masło		30,000	Temperatura pokojowa
Nabiał	Krem maślany, kwaśny		550	Temperatura pokojowa
Produkty żywieniowe	Sos chleba Świętojańskiego		1500	30	T
Oleje roślinne	Olej rycynowy	0,96	580	27	N
Produkty przemysłowe	Masa uszczelniająca		5,000,000 - 10,000,000	Temperatura pokojowa
Produkty przemysłowe	Soda kaustyczna 50%		45	Temperatura pokojowa
Nabiał	Ser miękki		30,000	Temperatura pokojowa
Oleje roślinne	Olej z chińskiego drewna	0,94	300	21	N
Produkty żywieniowe	Czekolada		280	49	T
Produkty żywieniowe	Syrop czekoladowy		2,250	Temperatura pokojowa
Produkty żywieniowe	Miąższ owoców cytrusowych	1,27	600	20	T
Produkty przemysłowe	Czyszczenie emulsji		1,500	Temperatura pokojowa
Nabiał	Masło kakaowe	0,92	50	60	N
Oleje roślinne	Olej kokosowy	0,93	55	24	N
Oleje z ryb i zwierząt	Olej z dorsza	0,93	32	38	N
Produkty żywieniowe	Likier kawowy 30-40		10 - 100	20	T
Nabiał	Mleko skondensowane		40 - 80	40-50	N
Nabiał	Mleko skondensowane 75	1,3	2160	20	T
Oleje roślinne	Olej kukurydziany	0,92	28	57	N
Produkty żywieniowe	Syrop kukurydziany		15,000	Temperatura pokojowa
Nabiał	Twarożek		30000	18	T
Oleje roślinne	Olej z nasion bawełny	0,88	62	24	N
Nabiał	Krem 30 Tłuszcz	1	14	16	N
Nabiał	Śmietanka 45 Tłuszcz	0,99	48	16	N
Nabiał	Krem 50 tłuszczowy	0,98	112	16	N
Nabiał	Krem 50 tłuszczowy		55	32	N
Nabiał	Ser topiony		100,000	Temperatura pokojowa
Nabiał	Śmietany, skrzepnięty		20,000	Temperatura pokojowa
Nabiał	Śmietana podwójna		120	Temperatura pokojowa
Nabiał	Śmietana pojedyncza		50	Temperatura pokojowa
Nabiał	Śmietana kwaśna		15,200	Temperatura pokojowa
Produkty przemysłowe	Kryształy Cresol		10	18	T
Produkty żywieniowe	Krem	1,6	1500	85-90	T
Farmaceutyki	Detergenty		1470	70	T
Produkty przemysłowe	Diesel		14	Temperatura pokojowa
Produkty glikolowe	Diethylene	1,12	32	21	N
Produkty przemysłowe	Dipropyleneglycol		107	Temperatura pokojowa
Produkty żywieniowe	Jadalny olej	0,9	65	20	N
Produkty przemysłowe	Żywica epoksydowa		5,000 - 10,000	Temperatura pokojowa
Produkty glikolowe	Etylen	1,12	18	21	N
Produkty glikolowe	Glikol etylenowy		16	Temperatura pokojowa
Produkty żywieniowe	Sok owocowy	1,04	55-75	18	N
Paliwa i oleje smarujące	Olej opałowy nr 4		12	Temperatura pokojowa
Produkty żywieniowe	Żelatyna 37		1190	43	T
Produkty żywieniowe	Żelatyna		1,200	Temperatura pokojowa
Produkty żywieniowe	Glukoza	1,3	4300 - 8600	25-30	T
Produkty przemysłowe	Klej, gatunek pistoletu		5,000 - 50,000	Temperatura pokojowa
Produkty przemysłowe	Klej, lejący		3,000 - 5000	Temperatura pokojowa
Produkty przemysłowe	Gliceryna 100	1.26 at 20°C	648	20	N
Farmaceutyki	Gliceryna		1,000 - 2,000	Temperatura pokojowa
Produkty glikolowe	Glikol		20	Temperatura pokojowa
Produkty żywieniowe	Gnojowica	1	110	80	T
Farmaceutyki	Krem do rąk		8,000	Temperatura pokojowa
Farmaceutyki	Balsam do rąk		5,000	Temperatura pokojowa
Produkty żywieniowe	Miód		1,800 - 3,000	Temperatura pokojowa
Paliwa i oleje smarujące	Olej hydrauliczny		30 - 120	Temperatura pokojowa
Produkty żywieniowe	Lukier		10,000	Temperatura pokojowa
Produkty przemysłowe	Atrament, drukowanie, płyn		550 - 2,200	Temperatura pokojowa
Produkty przemysłowe	Alkohol izopropylowy	1,11	1,9	85	N
Produkty żywieniowe	Dżem ozdobny		8440	16	T
Produkty żywieniowe	Dżem		8,500	Temperatura pokojowa
Produkty przemysłowe	Nafta oczyszczona		10	Temperatura pokojowa
Produkty przemysłowe	Lakier 25		3000	18	T
Farby i lakiery	Lakier na bazie wody		900	Temperatura pokojowa
Farby i lakiery	Lakiery 25% pigmentów		3,000	Temperatura pokojowa
Oleje z ryb i zwierząt	Smalec	0,96	62	38	N
Oleje z ryb i zwierząt	Olej smalcowy	0.91-0.93	40 - 47	38	N
Farmaceutyki	Emulsja lateksowa	1	200	24	T
Farby i lakiery	Lateksowy neopren		5,000	Temperatura pokojowa	T
Farby i lakiery	Farba lateksowa		750	Temperatura pokojowa	T
Oleje roślinne	Surowy olej lniany	0.93-0.94	29	38	N
Oleje roślinne	Olej lniany		30- 70	Temperatura pokojowa
Farmaceutyki	Mydło w płynie		85	Temperatura pokojowa
Paliwa i oleje smarujące	Smar		60- 200	Temperatura pokojowa
Paliwa i oleje smarujące	Olej maszynowy ciężki		600	Temperatura pokojowa
Paliwa i oleje smarujące	Olej maszynowy, lekki		150	Temperatura pokojowa
Produkty żywieniowe	Ekstrakt słodowy	1,4	3000	60	T
Produkty żywieniowe	Ekstrakt słodowy 80		9500	18	T
Produkty żywieniowe	Syrop klonowy		150 - 300	Temperatura pokojowa
Produkty żywieniowe	Majonez		5,000 - 20,000	Temperatura pokojowa
Produkty przemysłowe	Keton metylowo-etylowy		4	Temperatura pokojowa
Nabiał	Mleko	1.02-1.05	2	18	N
Nabiał	Serwatka mleczna 48 cukru		800 - 1500	40	T
Nabiał	Mleko skondensowane		6,000	Temperatura pokojowa
Nabiał	Mleko odparowane		6,100	Temperatura pokojowa
Produkty żywieniowe	Mięso mielone		100000	30	T
Produkty żywieniowe	Melasa		5,000 - 10,000	Temperatura pokojowa
Paliwa i oleje smarujące	Olej silnikowy SAE 10		50	Temperatura pokojowa
Paliwa i oleje smarujące	Olej silnikowy SAE 20		125	Temperatura pokojowa
Paliwa i oleje smarujące	Olej silnikowy SAE 30		200	Temperatura pokojowa
Paliwa i oleje smarujące	Olej silnikowy SAE 40		320	Temperatura pokojowa
Paliwa i oleje smarujące	Olej silnikowy SAE 50		540	Temperatura pokojowa
Paliwa i oleje smarujące	Olej silnikowy SAE 60		1,000	Temperatura pokojowa
Paliwa i oleje smarujące	Olej silnikowy SAE 70		1,600	Temperatura pokojowa
Produkty żywieniowe	Mus mix		1200	5	T
Produkty przemysłowe	NaOH 20	1,22	1	18	N
Produkty przemysłowe	NaOH 30	1,33	1	18	N
Produkty przemysłowe	NaOH 40	1,43	20	18	N
Oleje roślinne	Kwas oleinowy		40	Temperatura pokojowa
Oleje roślinne	Oliwa z oliwek	0,91	40	38	N
Produkty żywieniowe	Koncentrat soku pomarańczowego	30 Brix	630	20	N
Farby i lakiery	Farba na bazie wody		2,400	Temperatura pokojowa
Oleje roślinne	Olej palmowy	0,92	43	38	N
Produkty żywieniowe	Ciasto naleśnikowe		2,200	Temperatura pokojowa
Farmaceutyki	Emulsja parafinowa	1,2	3000	18	T
Produkty przemysłowe	Parafina		10	Temperatura pokojowa
Oleje roślinne	Olej z orzechów	0,92	38	38	N
Produkty żywieniowe	Masło orzechowe		150,000 - 250,000	Temperatura pokojowa
Oleje roślinne	Olej z orzechów		100	Temperatura pokojowa
Produkty żywieniowe	Pektyna		300	38	N
Produkty przemysłowe	Benzyna		8	Temperatura pokojowa
Farmaceutyki	Wazelina		64,000	Temperatura pokojowa
Produkty przemysłowe	Plastisol	2,5	28000	18	T
Produkty przemysłowe	Poliester	1.1 at 30	3000	30	T
Produkty przemysłowe	Żywica poliestrowa		3,000	Temperatura pokojowa
Produkty przemysłowe	Kaprylan poligliceryny		6,000 - 7,000	Temperatura pokojowa
Produkty przemysłowe	Poliizobutylen	1.09 at 85°	12500	85	T
Produkty przemysłowe	Roztwór polimeru		20,000	Temperatura pokojowa	T
Produkty przemysłowe	Poliol, niepigmentowany		500 - 5,000	Temperatura pokojowa
Produkty przemysłowe	Polipropylen		240000	50	T
Produkty przemysłowe	Wodorotlenek potasu		67	Temperatura pokojowa
Produkty przemysłowe	Tusz do drukarek		550 -2200	38	T
Nabiał	Przetworzony ser		30000	18	T
Produkty glikolowe	Propylen	1,04	52	21	N
Produkty przemysłowe	Kit		100,000,000	Temperatura pokojowa
Produkty przemysłowe	Żywica PVA		65,000	Temperatura pokojowa
Produkty przemysłowe	Rozwiązanie żywiczne		880	24	T
Produkty przemysłowe	Żywica rozlewna		880 - 975	Temperatura pokojowa
Produkty przemysłowe	Rozwiązanie żywiczne		7,100	Temperatura pokojowa
Produkty żywieniowe	Pudding ryżowy		10000	100	T
Produkty żywieniowe	Krem sałatkowy		1300 -2600	18	T
Produkty żywieniowe	Sos jabłkowy	1,1	500	80	T
Oleje roślinne	Olej sezamowy		94	Temperatura pokojowa
Farmaceutyki	Szampon		3,000 - 5,000	Temperatura pokojowa
Farmaceutyki	Mydło Arylan	1.0 at 40°C	630	60	T
Farmaceutyki	Rozwiązanie mydła	1.03 at 60°C	82	60	T
Produkty żywieniowe	Sorbitol	1,29	200	20	N
Oleje roślinne	Olej sojowy	0,93	60	24	N
Produkty żywieniowe	Zawiesina fasoli sojowej		5000 -10,000	50-90	T
Produkty żywieniowe	Sos do spaghetti		1,000	Temperatura pokojowa
Oleje z ryb i zwierząt	Nasienie olejowe	0,88	24	38	N
Produkty żywieniowe	Roztwór skrobi 25%		300	Temperatura pokojowa
Produkty żywieniowe	Syrop cukrowy, sacharoza		1,210	Temperatura pokojowa
Produkty przemysłowe	Kwas sulfonowy	1,04	125	30	T
Produkty przemysłowe	Dwutlenek tytanu		5,000	Temperatura pokojowa
Produkty przemysłowe	Toluen		6	Temperatura pokojowa
Produkty żywieniowe	Keczup		1000	30	T
Produkty żywieniowe	Pasta pomidorowa 30		195	18	T
Produkty żywieniowe	Sok pomidorowy		180	Temperatura pokojowa
Produkty żywieniowe	Keczup		1,000	Temperatura pokojowa
Produkty żywieniowe	Puree ziemniaczane		50,000	Temperatura pokojowa
Produkty żywieniowe	Sos pomidorowy		2,600	Temperatura pokojowa
Farmaceutyki	Pasta do zębów		70,000 - 100,000	18	T
Produkty przemysłowe	Triocetat Dope		48,000 / 60,000	40	T
Produkty glikolowe	Trietylen	1,12	40	21	N
Oleje roślinne	Terpentyna	0,86	2	16	N
Farby i lakiery	Lakier		320	Temperatura pokojowa
Oleje roślinne	Olej roślinny		40	Temperatura pokojowa
Produkty żywieniowe	Ocet winny		12 - 15	20	N
Farmaceutyki	Wosk	0,9	500	93	T
Oleje z ryb i zwierząt	Olej z walenia	0,93	25 - 39	38	N
Nabiał	Serwatka		800 - 1,500	Temperatura pokojowa
Nabiał	Całe jajko		150	4,5	T
Produkty żywieniowe	Drożdże Surry		20	18	T
Nabiał	Jogurt		3,000 - 8,000	Temperatura pokojowa

DO NOT DELETE THIS SECTION

Lepkość kinem. (cSt) Typ kubka	1	2	3	4	7.5	10	15	20	25	30	40	50	60	70	80	90	100	125	150	175	200	225	250	275	300	325	350	375	400	500	600	700	800	900	1000	1250
‘Ultra Niski’ kubek	53	68	84
Powłoka kubka #1	17	21.5	26	35	46	57
Powłoka kubka #2					18.3	22	30.4	39	47	56
Powłoka kubka #2.5							19	25	30	35.6	46.6	57
Powłoka kubka #3									18.6	22	28.6	35	42	48	55
Powłoka kubka #3.5										17.5	20	24.6	29.2	34	38.4	43	47.8	59.4
Powłoka kubka #4													18	21	24	27	30	37	45	52	60
Powłoka kubka #5																	16	20	24	28	32	36	40	44	48	52	56	60	64
Powłoka kubka #6																								17.5	19	20.5	22.5	24	25	31.5	37.5	44	50	56.5	63	78
Kubek Zahna #1					30.5	32	35	38	42	45	52	60	68
Kubek Zahna #2								18	19	20	22.5	25	28	30	34	38	43	53	63	72
Kubek Zahna #3																	17	19.5	22	24.5	27	30	32	35.5	38	41	43	45	48.5	58	70
Kubek Zahna #4																				17	18	19.5	21	22.5	24	26	28	30	32	38	45	51	54	65	70
Kubek Zahna #5																									17	18.5	20	21	22.5	27	31	35	40	45	49	60
Kubek Forda #3														32	37	40	43	53	63	73	83	93	103	113	120	130
Kubek Forda #4														20	22	25	28	35	40	48	55	62	70	76	82	90	98	103
Kubek ISO #4										26	33	39	46	53	60
Kubek DIN #4												20	22	24	26	28	30	35	40	46	50	56	61	71
Kubek AFNOR #4												20	22	24	26	28	30	35	40	46	50	56	61	71
Kubek Norcross #1	31	36	40	53	70	87
Kubek Norcross #2			19	23	28	34	45	55	67	76
Kubek Norcross #3									17	20	25	30	35	40	45	50	55	68	79
Kubek Norcross #4																	18	22	27	32	36	40	44	48	53	57	61	65	68	85
Kubek Norcross #5																												20	22	26	31	36	41	45	50	62

Lepkość kinem. (cSt) Typ kubka	1	2	3	4	7.5	10	15	20	25	30	40	50	60	70	80	90	100	125	150	175	200	225	250	275	300	325	350	375	400	500	600	700	800	900	1000	1250
‘Ultra Niski’ kubek	53	68	84
Powłoka kubka #1	17	21.5	26	35	46	57
Powłoka kubka #2					18.3	22	30.4	39	47	56
Powłoka kubka #2.5							19	25	30	35.6	46.6	57
Powłoka kubka #3									18.6	22	28.6	35	42	48	55
Powłoka kubka #3.5										17.5	20	24.6	29.2	34	38.4	43	47.8	59.4
Powłoka kubka #4													18	21	24	27	30	37	45	52	60
Powłoka kubka #5																	16	20	24	28	32	36	40	44	48	52	56	60	64
Powłoka kubka #6																								17.5	19	20.5	22.5	24	25	31.5	37.5	44	50	56.5	63	78
Kubek Zahna #1					30.5	32	35	38	42	45	52	60	68
Kubek Zahna #2								18	19	20	22.5	25	28	30	34	38	43	53	63	72
Kubek Zahna #3																	17	19.5	22	24.5	27	30	32	35.5	38	41	43	45	48.5	58	70
Kubek Zahna #4																				17	18	19.5	21	22.5	24	26	28	30	32	38	45	51	54	65	70
Kubek Zahna #5																									17	18.5	20	21	22.5	27	31	35	40	45	49	60
Kubek Forda #3														32	37	40	43	53	63	73	83	93	103	113	120	130
Kubek Forda #4														20	22	25	28	35	40	48	55	62	70	76	82	90	98	103
Kubek ISO #4										26	33	39	46	53	60
Kubek DIN #4												20	22	24	26	28	30	35	40	46	50	56	61	71
Kubek AFNOR #4												20	22	24	26	28	30	35	40	46	50	56	61	71
Kubek Norcross #1	31	36	40	53	70	87
Kubek Norcross #2			19	23	28	34	45	55	67	76
Kubek Norcross #3									17	20	25	30	35	40	45	50	55	68	79
Kubek Norcross #4																	18	22	27	32	36	40	44	48	53	57	61	65	68	85
Kubek Norcross #5																												20	22	26	31	36	41	45	50	62

Wpływ na miksowanie

Lepkość płynów jest jednym z najważniejszych czynników przy projektowaniu miksera dla danej aplikacji.

Im większa jest lepkość płynów, tym więcej energii jest potrzebne do wymieszania płynu, a to oznacza większe wirniki i mocniejsze silniki do ich obracania. W przypadku materiałów o wysokiej lepkości może być konieczne zastosowanie wirnika o małym prześwicie, takiego jak wirnik bramowy lub spiralny, w celu uzyskania odpowiedniego mieszania w całej objętości zbiornika.

Mieszanie laminarne i turbulentne

Mieszanie przy niskiej lepkości prawie zawsze odbywa się w warunkach turbulencji. Oznacza to, że mieszanie jest kontrolowane przez siły bezwładności, a nie przez dyfuzję molekularną, a mieszanie osiąga się dzięki wielu wirom i wirom wytworzonym przez wirnik miksera.

Wirniki, takie jak hydrofoil i wirniki typu turbiny z łopatami tnącymi, stosuje się do mieszania o niskiej lepkości, ponieważ zapewniają one duże zdolności pompowania i powodują duże ilości turbulencji w mieszalniku.

Z drugiej strony, mieszanie przy wysokich lepkościach odbywa się głównie w reżimie laminarnego przepływu, w którym dominują siły lepkości, tłumiąc wszelkie turbulencje, a dyfuzja cząsteczek jest głównym źródłem mieszania. Aby wspomóc dyfuzję molekularną, celem mieszania w reżimie laminarnym jest “pocięcie i złożenie” płynu tak, aby pomiędzy różnymi cieczami znajdował się większy obszar międzyfazowy do dyfuzji.

W tym przypadku stosuje się wirniki bramowe lub ślimakowe, ponieważ duża powierzchnia przedstawiona do płynu pomaga zwiększyć “cięcie i składanie”
w całej objętości zbiornika.

Poniższy wykres pokazuje odpowiednie zakresy lepkości dla różnych typów standardowych wirników.

Wykres typów wirników w porównaniu do ich odpowiednich lepkości operacyjnych

DZIAŁ RODZAJÓW WIRNIKÓW KONTRA ICH ODPOWIEDNIE DZIAŁY OPERACYJNE

Mieszanie nienewtonowskie

Osiągnięcie odpowiedniego mieszania w płynach nienewtonowskich może być trudne. Jeśli masz aplikację do mieszania nienewtonowskiego i potrzebujesz pomocy w wyborze odpowiedniego mieszadła, skontaktuj się z nami, a jeden z naszych inżynierów aplikacji z przyjemnością Ci pomoże.

Miksery statyczne

Wpływ lepkości na mieszanie w liniowym mieszalniku statycznym jest podobny do wpływu na mieszane mieszalniki zbiornikowe. W zastosowaniach o niższej lepkości mieszanie jest zdominowane przez turbulencje wirowe, podczas gdy aplikacje o wyższej lepkości są nadal zdominowane przez dyfuzję molekularną i polegają na tej samej metodzie “rozcinania i składania” mieszania, jak opisane powyżej mieszalniki zbiornikowe z mieszaniem.

W przypadku płynów o niskiej i wysokiej lepkości stosuje się różne typy elementów mieszających i generalnie stosuje się te same zasady co wirniki zbiornika mieszadła.
Im wyższa jest lepkość, tym większe i bardziej złożone są elementy mieszające umieszczone w rurze, aby zapewnić mieszanie przez całą średnicę rury, a to zwiększa spadek ciśnienia na mieszalniku. Zwiększa to moc wymaganą od pompy, tak jak w mieszalnikach mieszalnikowych, potrzeba więcej mocy do mieszania płynów
o dużej lepkości.

John Whittle MEng (Hons)