Chương 13 khuấy chất lỏng

CẤU TẠO CÁH KHUẤY, QUỸ ĐẠO CHUYỂ ĐỘG LƯU CHẤT TROG BỂ KHUẤY VÀ CÁC PHƯƠG PHÁP GẮ CÁH KHUẤY.2.1.Cánh khuấy mái chèo... 2.5.Phương pháp gắn cánh khuấy vào bình Tùy theo vị trí hoặc yêu cầu

1 KHÁI IỆM

2 CẤU TẠO CÁH KHUẤY, QUỸ ĐẠO CHUYỂ ĐỘG LƯU CHẤT TROG BỂ KHUẤY VÀ CÁC PHƯƠG PHÁP GẮ CÁH KHUẤY.

2.1.Cánh khuấy mái chèo

2.2.Cánh khuấy chong chóng – chân vịt

2.3.Cánh khuấy turbin

2.4.Cánh khuấy đặc biệt

2.5.Phương pháp gắn cánh khuấy vào bình

Tùy theo vị trí hoặc yêu cầu công nghệ mà có những phương pháp sau đây:

a) Trục khuấy song song trục bình

b) Trục khuấy tạo một góc α với trục bình

c) Trục khuấy vuông góc với trục bình

d) Khi chiều cao bình gấp ba lần đường kính bình thì lắp

nhiều tần cánh khuấye) Khi trong bình có gắn tấm ngăn (tấm chặn – vật cản)

Hình (H13.6) mô tả các phương pháp gắn cánh khuấy khác

nhau:

2.5.Phương pháp gắn cánh khuấy vào bình (tt)

2.5.Phương pháp gắn cánh khuấy vào bình (tt)

So sánh hai trường hợp khi bình chứa có tấm ngăn và không (xem bảng 13.1)

3 CÁC THÔG SỐ ĐẶC TRƯNG

0021 ,

0

N

747

15 , 0 a

r r

ρ ρ

ρ η

Các đại lượng hình học:

2

v A F

2 h

ρ ξ

ρ

= h 2k 2k k

d n d

n

Re

Công suất khuấy: N K . .n .d5 ;W

k

3 h

N ρ

=

3 CÁC THÔG SỐ ĐẶC TRƯNG (tt)

Thông số động học

Thể hiện qua vận tốc quay cánh khuấy; (v/s)Vận tốc góc ω của trục

Vận tốc của dung dịch, vận tốc này có 3 dạng

Công suất khuấy riêng ε; là công suất tính cho một đơn vị

Công suất khuấy riêng ε; là công suất tính cho một đơn vị

chất lỏng trong bình

Sự chuyển động tuần hoàn của dung dịch trong bình khuấy

khi hoạt động với điều kiện (hk2 < dk) - q (m3/s): gọi tắt là lưu lượng tuần hoàn

s

m

;d.n.e

.K

=

q q 6,9m 3k 3

N k

t

R

r

K

r 4 , 0

v

ξ ϕ

0 k

36 ,

0 k

k k

5 CHẾ ĐỘ CÔG GHỆ QUÁ TRÌH KHUẤY

5.1 Hàm phân bố thời gian

Trong quá trình khuấy, khi vận tốc tăng thì thời gian khuấy giảm, nó được biểu thị bằng mối quan hệ

const G

n

t C

2 D

GD5.3 Sự trao đổi nhiệt trong bình khuấy

5.3 Sự hòa tan và đồng hóa

5.3.1 Khi không có tấm ngăn

5.3.2 Khi có tấm ngăn

5.4 Huyền phù hóa

5.5 Nhũ tương hóa

5.6 Tính công suất khuấy

Có hai phương pháp tính công suất khuấy là:

Theo ma sátTheo cường độ khuấyE (N/m2)

5.6.1.Tính công suất khuấy theo ma sát

W

; d n

K

N = KN ρh n3d5k ; W

N = N ρh 3 5kTrong đó KN: chuNn số công suất, tìm bằng thực nghiệm

p

m k 5

k

3 h

N A Re Fr

d n

5.6.1.Tính công suất khuấy theo ma sát (tt)

Giải đồ Ruston

5.6.1.Tính công suất khuấy theo ma sát (tt)

Xét từng trường hợp cụ thể sau đây:

5.6.2.Tính công suất theo cường độ khuấy E

( 1 2 ) 2

m

N

;,

f

E = ψ ψ

Công suất khuấy có dạng tổng quát sau:

Khi cánh khuấy chuyển động trong dung dịch thì trở lực đặc trưng bởi đại lượng

2 25

,

0 k k

N

; R

Z

k Z R m ξ

Khi tính toán, trước hết dựa vào điều kiện cụ thể đã cho đểtính thông số trở lực E theo (13 – 40), kế đó là dựa vào đồ thịhình (H13.9) để tìm thông số vận tốc thứ nhất ψ1, sau cùngdựa vào công thức (13- 41) để tính thông số vận tốc thứ nhì ψ2

Click vào đây để xem hình H13.9

5.6.2.1.Tính chuNn số công suất (KN) theo phương pháp giải tích

Khi không có tấm ngăn: KN = 4 ξk K1

Khi có tấm ngăn: K N = 4 ξ k Z k K p

5.6.2.2.Tính chuNn số công suất (KN) theo đồ thị

Click vào đây để xem đồ thị hình H13 11

Click vào đây để xem đồ thị hình H13 11

Ghi chú: Chú ý khi tra cứu K N trước tiên ta phải xác định

đồ ng dạng G D , các giá trị trên hình (H13.11) và (H13.12) là một tầng cánh khuấy Z k =1

Click vào đây để xem đồ thị hình H13 11

5.6.2.3.Tính chuNn số công suất (KN) theo pt chuNn số

Dạng tổng quát: K N = A Re Với A, m: hằng số, số mũ tra bảng (13.8)mk

5.6.2.4.Tính công suất khi có pha khí tham gia

W

; d n

Nếu các đồng dạng hình học thì phải nhân thêm

hệ số hiệu chỉnh f vào công thức (13 – 5) nghĩa là

3 d

H d

D

k

h k

≠

≈

W

; f d n

K

=

5.6.2.5.Hiệu chỉnh công suất khuấy (tt)

Hệ số f phụ thuộc vào cấu trúc cánh khuấy như sau:

Loại bản, tấm, mái chèo

h

4 5

,

2 d

D

k

3 , 0 6

, 0 h

1 , 1

h 4 H

0 D

H

3

1 5

1 d

H d

k

6 , 0

k h

1 , 1

h

15

d

H

d 11 , 1

Loại chong chóng, turbin kín, hở

5.6.2.5.Hiệu chỉnh công suất khuấy (tt)

6 , 0 h

93 , 0

H d

3

5.7 Xác định số vòng quay của cánh khuấy

Thường số vòng quay được xác định bằng thực nghiệm theo:

s

v

; d

v

20

n

k th

= Với vth: vận tốc tới hạn cánh khuấy, bảng (13 – 10)