Konstrukcja przegrody zbiornika
Gdy ilość energii dostarczanej przez mieszalnik wzrasta, płyn ma tendencję do obracania się wokół zbiornika, a przy dużym natężeniu może nawet wciągać wir powyżej wirnika. Te efekty wskazują na słabe mieszanie, ponieważ pokazują, że płyn objętościowy zaczął płynąć wokół zbiornika w sposób kolisty i jako taki występuje bardzo małe mieszanie pomiędzy różnymi obszarami zbiornika.
Przegrody zmniejszają wirowanie w płynie objętościowym i sprzyjają cyrkulacji pomiędzy górną i dolną częścią zbiornika, zapewniając pełną objętość cieczy przez obszar turbulencji wirnika. Pozwala to na większy wkład energii do płynu, skutecznie zmniejszając czas mieszania potrzebny do osiągnięcia pożądanego poziomu homogeniczności.
Przegrody są zwykle zalecane do mieszania w zbiornikach cylindrycznych, chyba że lepkość mieszaniny jest bardzo wysoka lub intensywność mieszania bardzo niska. Jeśli w zbiorniku mieszalnika nie można zamontować przegrody, można zamontować mikser poza środkiem lub pod kątem – nasi inżynierowie aplikacji chętnie udzielą pomocy. W prostokątnych zbiornikach rogi działają, aby odgrodzić płyn, więc przegródki zwykle nie są wymagane, chyba że potrzebne jest energiczne mieszanie, dlatego skupimy się głównie na cylindrycznych zbiornikach poniżej.
Konstrukcja przegrody
Standardowa konfiguracja przegrody wykorzystuje 3 lub 4 równo rozstawione pionowe przegrody T / 12, gdzie T jest wewnętrzną średnicą zbiornika. Zwiększenie rozmiaru lub liczby deflektorów poza ten punkt nie ma większego wpływu na skuteczność mieszania. Deflektory są zwykle montowane nieco poza ścianą zbiornika. Pomaga to zapobiec martwym strefom występującym za przegrodami, umożliwiając przepływ pomiędzy krawędzią przegród a ścianą zbiornika. Zalecany odstęp od ściany jest obliczany jako funkcja szerokości przegród (zwykle W / 5). Ta standardowa konstrukcja przegrody sprawdza się w przypadku ogólnych zastosowań mieszania w płynach podobnych do wody, ale inne czynniki procesowe mogą zmienić optymalną konstrukcję przegrody.
Wpływ lepkości na projekt przegrody
W celu zmieszania płynu o wyższej lepkości można zmniejszyć wielkość deflektorów, zachowując przy tym skuteczne mieszanie. Zależność między lepkością a wymaganą szerokością przegrody przedstawiono poniżej.
Ważne jest, aby zauważyć, że ta zależność jest tylko wskazówką, ponieważ może prowadzić do niepraktycznie małych przegród o niewielkich odległościach od ściany dla płynów o dużej lepkości i małych naczynek mieszających.
Wykres W / T kontra lepkość |
|
| W/T |  |
|---|---|
| Lepkość (cP) |
Inne uwagi
W stałych zastosowaniach zawieszenia cząstki stałe mogą gromadzić się w martwych strefach wokół podstawy przegród i mogą być trudne do ponownego zawieszenia. Dlatego w zbiornikach płaskodennych pozostaje szczelina między podstawą przegród a dnem zbiornika.
Zazwyczaj jest to takie samo, jak wirnik z dolnej odległości, aby umożliwić niewielką ilość zawirowań i zapewnić, że cząstki pozostają w ruchu i zawieszone przez cały czas.
Jeśli wymagane jest porwanie proszku o niskiej gęstości lub trudnego do zmoczenia, należy pozostawić szczelinę w górnej części przegród, z przegrodami kończącymi się poniżej powierzchni. To, wraz z wirnikiem umieszczonym na pół do jednej średnicy wirnika poniżej powierzchni cieczy, pozwala na utworzenie małego wiru w górnej części zbiornika, który gwałtownie wciąga ciało stałe do głównej objętości płynu. Szczelina między górną ścianką deflektora a powierzchnią płynu wynosi zwykle ≈ 300 mm.
T – Średnica wewnętrzna zbiornika
W – Szerokość przegroda
C – Odległość od ściany odbojowej
B – Odbojnica od dołu
Grubość przegrody
Minimalna grubość przegrody może być obliczona na podstawie sił płynu działających na przegrodę i dopuszczalnego naprężenia zginającego dla konstrukcji przegrody. Jedna z poniższych metod zakłada, że przegrody będą musiały absorbować całkowitą siłę dostarczaną przez moment obrotowy mieszacza.
τ – Moment obrotowy mieszacza (Nm)
P – Moc silnika (kW)
n – Prędkość mieszacza (rpm)
Wielkość momentu obrotowego jest następnie przekształcana na siłę przyłożoną do przegród i podzieloną przez liczbę przegród. Współczynnik dopasowania (Df) jest używany do uwzględnienia rozkładu sił wzdłuż długości przegrody, ale dla zachowania konserwatywnego można ustawić wartość 1, zakładając, że cała siła wywierana przez mikser jest skoncentrowana na poziomie pojedynczego punktu z wirnik.
FB – Siła na każdej przegrodach (N)
Af – Współczynnik korekty (ustawiony na wartość 1 dla zachowania zachowawczego)
NB – Liczba deflektorów
T – Średnica zbiornika (mm)
Bw – Szerokość deflektora (mm)
Bc – Przegrody od ściany (mm)
Przy użyciu tej wartości można obliczyć grubość przegrody, biorąc pod uwagę dopuszczalne naprężenia zginające materiału przegrody i układów mocujących, zakładając, że siła jest przykładana w połowie między dwoma wspornikami deflektora.
Bt – Grubość przegrody (mm)
L – Długość między wspornikami deflektora (mm)
S – Dopuszczalne naprężenia zginające (N / mm2) (34 N / mm2 dla stali)
Zbiorniki bez cylindryczne
Nie-cylindryczne zbiorniki mieszające są zwykle albo zbiornikami prostopadłymi, albo poziomymi, i jak wcześniej wspomniano, te zbiorniki zwykle nie wymagają przegród, o ile wymagany poziom mieszania nie jest wysoki. Zbiorniki te są asymetryczne w stosunku do wału mieszadła i w wyniku tego są samozamykające się w zastosowaniach, w których moc mieszacza wynosiła < 165 W / m3.
Zbiorniki prostokątne
W przypadku prostokątnego zbiornika, jeżeli wymagane są przegrody, przegrody można zamontować w sposób pokazany poniżej. Układ jest podobny do cylindrycznego zbiornika zbiorników, które są z grubsza kwadratowe.
W przypadku dłuższych zbiorników wymagane są tylko deflektory znajdujące się najbliżej wirnika, ponieważ zmniejsza się wpływ przegród, gdy są one odsunięte od wirnika.
W przypadku jeszcze dłuższych zbiorników zwykle zaleca się stosowanie wielu mieszalników, a przegrody powinny być instalowane obok każdego miksera.
Zbiorniki poziome
W przypadku zbiorników poziomych, przegrody można montować w sposób pokazany poniżej, na linii środkowej zbiornika. Deflektory nie są zwykle instalowane na zakrzywionych bokach zbiornika z powodu trudności z montażem i zapewnienia wystarczającego luzu wirnika.
W przypadku dłuższych zbiorników przegrody są umieszczone z dala od końców zbiornika, aby uzyskać ~ 600 mm odstępu od wirnika.
Jeśli chodzi o zbiorniki prostokątne, w przypadku stosowania mieszalników wielokrotnych, należy zainstalować przegrody dla każdego mieszalnika. Przegrody są zwykle ustawiane jak poniżej z tym samym 600 mm prześwitem i przegrodami zainstalowanymi na całej długości zbiornika.
John Whittle MEng (Hons)
