А. МЕХАНИЧЕСКИЕ МЕШАЛКИ ДЛЯ ЖИДКИХ И ГАЗОЖИДКОСТНЫХ СРЕД
Перемешивание жидкости любым методом сводится к много¬кратному относительному перемещению элементов ее объема. Сложное движение жидкости, возникающее в ее объеме при вращении мешалки, можно разложить на радиальную ир (вдоль радиуса вращения), тангенциальную ит (по касательной к окруж¬ности, описываемой концом мешалки) и осевую и0 (вдоль оси вала) составляющие. В мешалках различных конструкций эти состав¬ляющие находятся в разных соотношениях. Существуют, однако, мешалки, у которых две или даже все три составляющие соизме¬римы, поэтому удобнее классифицировать механические мешалки по их конструктивным признакам.
Наиболее простыми являются лопастные мешалки (рис. IV-1, а), состоящие из ряда вертикальных лопастей прямо¬угольной формы, прикрепленных к валу. Основные размеры: H/D = 0,8—1,3; d/D = 0,7—0,9; b/D-= 0,06-0,1; ftj/D = 0,1; hjd = 2; h3/D = 0,3.
В аппаратах большой высоты на валу располагают несколько пар лопастей, повернутых относительно друг друга на 90°, с рас¬стоянием между ними, равным (0,3—0,8) d. Здесь преобладает радиальное перемещение жидкости, причем последняя вовлека¬ется вращающимися лопастями во вращательное движение и свободная поверхность уровня, как уже известно (см. главу I), приобретает форму, близкую к параболоиду вращения. Осевая составляющая движения жидкости очень мала, ее циркуляция в аппарате незначительна и перемешивание происходит с неболь¬шой интенсивностью. Большая площадь свободной поверхности уровня способствует всасыванию воздуха. Во избежание большой глубины воронки (высоты параболоида) окружная скорость на концах вращающихся лопастей на практике редко превышает 1 м/с. Для ликвидации воронки часто устанавливают по образую¬щей аппарата 2—4 плоских отражательных ребра шириной с = = 0,Ш и высотой h2 = 2d. Ребра несколько интенсифицируют процесс перемешивания, но вызывают рост расхода энергии в 1,3—1,5 раза. Низкая интенсивность перемешивания ограничи¬вает область применения лопастных мешалок жидкостями с вязкостью р j> 50 Па-с. Некоторое повышение интенсивности пере¬мешивания может быть достигнуто отгибом лопастей под углом 30—45° к оси вала за счет усиления осевого потока.