- Áp lực qua màng (Pt): Đây chính là động lực của quá trình phân
e) Sự tạo thành nhũ tương
Quá trình tạo thành nhũ tương là sự làm phân tán một chất lỏng không tan lẫn vào một chất lỏng khác nhờ cơ cấu khuấy. Khi cơ cấu khuấy chuyển động sẽ tạo thành các dòng chảy và chia cắt pha phân tán thành những giọt nhỏ phân bố đều trong toàn bộ nhũ tương làm cho bề mặt phân chia giữa hai pha tăng lên. Độ lớn của bề mặt phân chia này phụ thuộc vào tính chất của mơi trường và các thơng số hình học của cơ cấu khuấy.
3.4.6.2. Những kết cấu chống lõm
Dịng chất lỏng chuyển động trong thùng khuấy có ảnh hưởng nhiều đến quá trình khuấy. Qua nghiên cứu cho thấy, chuyển động theo phương chiều trục (lên xuống) thích hợp cho q trình trộn khí với lỏng hoặc hai chất lỏng với nhau. Trong quá trình khuấy trộn, người ta thường thấy xuất hiện nhiều chỗ xoáy lớn trên bề mặt và sự chuyển động tròn của chất lỏng bị hạn chế, do sự hình thành lõm xốy, mất mát năng lượng và sự tạo bọt trong q trình khuấy (có tác dụng của lực ly tâm).
Để tránh khả năng tạo thành lõm xoáy parabolvà ảnh hưởng của dòng chất lỏng, người ta thường áp dụng những phương pháp sau:
+ Đặt cánh khuấy lệch tâm thùng, nghiêng hoặc nằm ngang
Hình 3.22. Cách đặt cánh khuấy
Thu hẹp khoảng cách bằng biện pháp:
Ghép thanh chắn ở thành trong của thùng. Quanh thành thùng có thể gắn từ 2-6 thanh có bề ngang chiếm 1/10 – 1/15 đường kính thùng, đặt sát bề mặt thùng hoặc với khoảng cánh 2-4 cm. Chiều dài của thanh ít nhất gấp đơi đường kính cánh khuấy (Hình 3.23.a).
Vịng ống quanh cánh khuấy, đặc biệt đối với cánh khuấy tuabin có tác dụng cho dịng chất lỏng chuyển động theo hướng bán kính và sự giảm mạnh vận tốc ở tâm của thùng (đồng nhất hóa lỏng). Đường kính ngồi của ống nhỏ hơn D/2 (Hình 3.23.b).
+ Đặt các ống thẳng đứng trong thùng (ống dẫn, nhiệt kế,…)
Thanh rối dòng dùng cho cánh khuấy mỏ neo. Thanh rối có tác dụng hạn chế sự giảm năng lượng của cánh khuấy trong thùng nhờ tự tạo được dịng xốy có thể dùng cho cánh khuấy có chiều dài 4-5 m.
Hình 3.23. Thùng khuấy a) Thanh chắn; b) Vịng ống
Hình 3.24. Cánh khuấy mỏ neo và thanh rối
Ống dẫn dịng, đặc biệt thích nghi cho bể sâu và khi cần kéo các hạt rắn lên. Diện tích bên trong và bên ngồi phịng ln giữ khơng đổi (đường kính ống dẫn dịng bằng 71% đường kính bể). Cánh khuấy chân vịt phải đặt trong ống, cánh khuấy tuabin đặt bên ngồi.
Hình 3.25. Bố trí ống dẫn thơng
a) Cánh khuấy chân vịt; b) Cánh khuấy tuabin
Quá trình khuấy trộn kèm theo quá trình truyền nhiệt. Nhiệt được dẫn vào có thể qua ống xoắn hoặc dùng thiết bị hai vỏ. Vì vậy khi chọn cánh khuấy ln chú ý đến q trình truyền nhiệt nếu có. Trong thực tế không thể đáp ứng đồng thời cả khuấy trộn lẫn truyền nhiệt, tùy theo yêu cầu cụ thể, có thể ưu tiên cho q trình truyền nhiệt hoặc trộn.
3.4.6.3. Phương pháp chọn dạng cánh khuấy
Trong nhiều trường hợp muốn chọn loại cánh khuấy thích hợp cần dựa vào thực nghiệm. Độ lớn của thùng khuấy khơng vượt q 40 lít. Qua thực nghiệm tìm quan hệ giữa thời gian khuấy và cơng suất với số vịng quay của từng loại cánh khuấy. Thời gian đạt được điều kiện khuấy (trạng thái đồng nhất) được gọi là thời gian khuấy. Thời gian hòa tan giảm khi số vòng quay lớn. Trong khi đó, cơng suất tiêu hao phụ thuộc vào vận tốc khuấy trộn và kích thước của thùng và cùng tăng với sự tăng của vận tốc và kích thước dịng. Có sự phân biệt giữa bề mặt thùng nhẵn và không nhẵn.
Nếu A0 là công suất tiêu hao, A là công tiêu hao của cánh khuấy bất kỳ, thì A0/A sẽ khơng phụ thuộc vào số vòng quay ở cùng một điều kiện làm việc. Khi đóA/A0 được gọi là tỷ số cơng tiêu hao, dùng để đánh giá một cánh khuấy theo chỉ tiêu kinh tế.
Hình 3.26. Ảnh hưởng của kết cấu khác nhau đến giá trị A/A0
Đối với cánh khuấy loại mái chèo trong thùng hình trụ đáy bằng có cơng tiêu hao A0=1. Cơng tiêu hao, ví dụ loại mỏ neo lớn hơn loại có mái chèo nhiều lần. Nếu có dùng các ống thẳng đứng như ống truyền nhiệt, nhiệt kế trong thùng đều có cùng ảnh hưởng đến cơng tiêu hao. Mặc dù cơng tiêu hao phụ thuộc vào kích thước của thùng khuấy, nhưng kết cấu khác nhau khơng vì thế mà thay đổi.
3.4.6.4. Công suất tiêu thụ