Slide Chương 13 Khuấy Chất lỏng (Môn Quản trị thiết bị vật liệu rời)

1. KHÁI NIỆM 2. CẤU TẠO CÁNH KHUẤY, QUỸ ĐẠO CHUYỂN ĐỘNG LƯU CHẤT TRONG BỂ KHUẤY VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP GẮN CÁNH 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 khuấy e) 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 THÔNG SỐ ĐẶC TRƯNG  Bán kính hoạt động: m; 0021,0 N.747 .15,0.aR hd µ =  Hiệu suất khuấy: ;%100. V+.V .V = rr rr ρρ ρ η  Các đại lượng hình học:  Lực ma sát ngoại: N; 2 v A.F 2 h ρξ=  Cường độ khuấy: Chuẩn số Reynols khuấy υ = µ ρ = 2 k 2 kh k d.nd.n. Re Công suất khuấy: W;d.n KN 5 k 3 hN ρ= 3. CÁC THÔNG 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 chất lỏng trong bình  Sự chuyển động tuần hoàn của dung dịch trong bình khuấy khi hoạt động với điều kiện (h k2 < d k ) - q (m 3 /s): gọi tắt là lưu lượng tuần hoàn s m ;d.n.e.K=q 3 3 k m9,6 q [...]... = 1cP bằng thiết bị khuấy hình trụ D=0,6m, tỷ số chứa β = 0,8 Dùng loại cánh khuấy mái chèo dk = 0,2m, số vòng quay n = 132 v/phút, bình khuấy không gắn tấm ngăn, biết nồng độ khối lượng pha rắn x = 4% Quá trình khuấy gián đoạn, năng suất G = 180 kg/mẻ Tính: • Chiều cao bình khuấy Ht • Tính hk1 biết độ ngập 3/5 huyền phù • Tính công suất động cơ biết Kd = 1,4 và η = 80% • Tính thời gian khuấy một mẻ?... hiệu suất khuấy 5.7 Xác định số vòng quay của cánh khuấy Thường số vòng quay được xác định bằng thực nghiệm theo: 20.v th v n= ; s dk 6 BÀI TẬP Bài 1 Một bình khuấy, đường kính D = 2,4 m, chiều cao bình Ht= 3m, chiều cao mức chất lỏng trong bình Hh = 2,8m, sử dụng cánh khuấy turbin hở dk = 0,8m, số vòng quay cánh khuấy n = 124,8 v/phút, bình không gắn tấm ngăn, môi trường dung dịch khuấy có... đồ thị Click vào đây để xem đồ thị hình H13 11 Ghi chú: Chú ý khi tra cứu KN trước tiên ta phải xác định đồng dạng GD, các giá trị trên hình (H13.11) và (H13.12) là một tầng cánh khuấy Zk=1 Click vào đây để xem đồ thị hình H13 11 5.6.2.3.Tính chuẩn số công suất (KN) theo pt chuẩn số K N = A Re m i A, m: hằng số, số mũ tra bảng (13. 8) k Dạng tổng quát: Vớ 5.6.2.4.Tính công suất... W η 0,8 • Xác định thời gian khuấy (từ công thức [13 – 24]: C k G 2 D t= n và bảng (13. 2) với cánh khuấy mái chèo, không tấm ngăn Ck = 35 ⇒ 35.32 t= = 143,2s 2,2 Đáp số: Ht = 0,75 m; hk1 = 0,36m; Ndc = 4,5W; t = 143,2s 6 BÀI TẬP Bài 3 Thiết bị tạo huyền phù hình trụ đường kính D = 1,2m, chiều cao Ht = 1,1m, chứa đầy ¾ huyền phù Biết ρh = 1000kg/m3, µ = 1cP Dùng cánh khuấy chong chóng dk = 0,4m với... = 132 = 2,2 v s 60 D 0,6 = = =3 d k 0,2 • Từ bảng (13. 8) cánh khuấy mái chèo với Rek > 5.104 ta có: A = 6,8 và m = -0,2 m ( • Tính: K N = A Re = 6,8 9,4.10 ) 4 −0 , 2 = 0,7 • Kiểm tra số liệu hiệu chỉnh f; tỉ số hình học ⇒ không cần nhân thêm f H h 0,6 = =3 d k 0,2 Bài giải (tt) • Công suất khuấy: N = K N ρ h n 3 d 5 = 0,7.1068,4.2,23.0,25 = 2,55; W k • Công suất động cơ (áp dụng công thức [13. .. 10 − 3 1000 • Từ bảng (13. 8) với cánh khuấy chong chóng, không tấm ngăn Rek > 3000, tra được A = 1,19 và m = -0,15 Bài giải (tt) ( ) m • Tính chuẩn số công suất: K N = A Re = 1,19 10 • Tính mức chất lỏng trong bình: • Xác lập tỉ số hình dạng: 6 −0,15 = 0,1485 3 H h = 1,1 = 0,825m 4 H h 0,825 = = 2,06 ≠ 3 ⇒ dk 0,4 cần phải nhân thêm hệ số hiệu chỉnh công suất f Từ công thức (13 – 56): • Công suất khấy:... gia N g = K Ng ρ h n 3.d 5 ; W k Với: ρh: khối lượng riêng của dung dịch khuấy; kg/m3 n: vận tốc cánh khuấy; v/s dk: đường kính cánh khuấy; m KNg = M.KN; chuẩn số công suất có sục khí 5.6.2.5.Hiệu chỉnh công suất khuấy D ≈ Hh ≠3 Nếu các đồng dạng hình học d k d k thì phải nhân thêm hệ số hiệu chỉnh f vào công thức (13 – 5) nghĩa là N = K N ρ h n 3.d 5 f ; W k 5.6.2.5.Hiệu chỉnh công... ξ k Z k R k N m2 Khi tính toán, trước hết dựa vào điều kiện cụ thể đã cho để tính thông số trở lực E theo (13 – 40), kế đó là dựa vào đồ thị hình (H13.9) để tìm thông số vận tốc thứ nhất ψ1, sau cùng dựa 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 chuẩn số công suất (KN) theo phương pháp giải tích  Khi không có tấm ngăn: K N =... động cơ biết Kd = 1,4 và η = 80% • Tính thời gian khuấy một mẻ? Bài giải •Tính khối lượng riêng huyền phù (dùng công thức [13 – 30b]) ρ h = 0,04.2710 + (1 − 0,04).1000 = 1068,4 kg m 3 • Thể tích huyền phù chứa trong bình Vh = Gh ρh = 180 = 0,17m 3 1068,4 • Tính chiều cao mức chất lỏng trong bình Hh = 0,17.4 3,14.0,6 2 = 0,60m • Tính chiều cao bình: H t = H h = 0,60 = 0,75m 0,8 • Vậy độ nhúng sâu h k1 . để xem đồ thị hình H13. 11 Ghi chú: Chú ý khi tra cứu K N trước tiên ta phải xác định đồng dạng G D , các giá trị trên hình (H13.11) và (H13.12) là một tầng cánh khuấy Z k =1 Click vào. cho để tính thông số trở lực E theo (13 – 40), kế đó là dựa vào đồ thị hình (H13.9) để tìm thông số vận tốc thứ nhất ψ 1 , sau cùng dựa vào công thức (13- 41) để tính thông số vận tốc thứ nhì. gia W;d.n K=N 5 k 3 hNgg ρ Với: ρ h : khối lượng riêng của dung dịch khuấy; kg/m 3 n: vận tốc cánh khuấy; v/s d k : đường kính cánh khuấy; m K Ng = M.K N ; chuẩn số công suất có sục khí 5.6.2.5.Hiệu