Перемешивающее устройство

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 16430 9) ЕТЕНИЯ АНИЕ И ЕТЕЛЬСТВ ТОРС КОМ к их внутренненые лопасти 3 аксиальном наавную 0,15-0.3фйство работает ти 3 вэаимодейизуя ее в зоне ные, окружные перемешиваею лоидкост уста но делим и ее ницы отивление ед ронтальном о деляется эави каимоити длин 1, на ко нем раз е по ка роходит ЕЮ (1 Иб(1)) б 1=0,4 ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИ(56) Авторское свидетельство ЧССРМ 212402, кл, В 01 Р 5/00, 1984,(57) Изобретение относигся к устройстваоткрытого турбинного типа для перемешивания жидких сред, диспергирования в ни Изобретение относится. к устройствам открытого турбинного типа для перемешивания жидких сред, диспергирования в них газа и суспендирования твердых частиц и может быть использовано в химической, пищевой .микробиологической и других отраслях промышленности.Цель изобретения - повышение интенсивности перемешивания,На фиг. 1 показано перемешивающее устройство, общий вид; на фиг. 2 - разрез А - А на фиг. 1; на фиг. 3 - зпюры нормальных к поверхности лопастей скоростей при шести различных углах установки лопастей а относительно радиуса (а = 0, 10, 200, 300, 36,9 - лопасть расположена по касательной к окружности, проходящей через ее внутреннюю кромку 42,5); на фиг, 4 - график зависимости величины сопротивления лопасти от угла а ее установки относительно радиуса.Устройство состоит из ступицыторой укреплен диск 2, На последмещены лопасти 3, установленнысательной к окружности, которая п 5 В 01 Р 5/00, 5/16 газа и суспендирования твердых частиц и может быть использовано в химической, пищевой, микробиологической и других отраслях промышленности Цель изобретения - повышение интенсивности перемешивания. Устройство содержит ступицу, диск, на котором установлены лопасти по касательной к окружности, которая проходит через их внутренние кромки, смежные лопасти противоположно смещены в аксиальном направлении относительно плоскости диска на величину 0,15-0,3 их высоты, 4 ил 3 табл,через их внутренние кромкиму диаметру (фиг. 1). Смежпротивоположно смещены вправлении на величину д, рих высоты й (фиг, 2),Перемешивающее устроследующим образом.При вращении его лопасствуют с жидкостью, турбулмешалки и создавая радиальи осевые потоки жидкости вмом объеме жидкости.Рассмотрим обтеканиепасти при различных углахотносительно радиуса и оппротивление.В общем виде сопрдлины пластины при фнии ее жидкостью опрестью 1 = 0,44 р Ф/ пй.Сопротивление Р лопасределяется какгде р - плотность жидкости;Р/п - нормальная к поверхности лопасти скорость жидкости;- длина лопасти.Рассмотрим в качестве примера работуперемешивающего устройства с различнымуглом аустановки лопасти относительно радиуса,Геометрические размеры перемешивающего устройства следующие (фиг. 1):радиус внутренней окружности лопастей Е = - = 0,27 м;б2радиус наружной окружности лопастейй= - =0,45 м;О2частота вращения перемешиваащегоустройства Ь=100 об/мин;высота лопастей 6=0,18 м;плотность перемешиваемой среды р == 1000 кг/м .Определяем окружную составляющуюскорости потоков жидкости, сходящих с перемешивающего устройства (фиг. 3);Ч = К й = 3,06 м/с,где К - коэффициент взаимодействия лопасти с жидкостью (К=0,65),Переносная составляющая скоростижидкости Ч = 0,33 Ч = 1 м/с,На основании этих данных строим зпюры распределения нормальной к фронтальной поверхности лопасти составляющейдля случаев, когда угол а установки лопастиотносительно радиуса равен Оо, 10 О, 20 О,ЗОО, лопасть касательная к ее внутреннейокружности (а = 36,9 О), 42,5",Эпюры построены в масштабе, равном10 и в масштабе скоростей равноммм-2 м/с6,66 10. Для каждого перечисленноммго положения лопастей графическим интегрированием определяем выражение" (Юпди находим сопротивление лопаости Р,Сопротивление лопасти Р при различных углах а установки ее относительно радиуса и относительное сопротивлениелопастей Р/Рапредставлены в табл, 1,В графическом виде зависимость относительного сопротивления лопастей Р/Ра-о(отношение сопротивления лопастей при угле установки а к сопротивлению лопастейпри а = О) представлена на фиг, 4,При работе испытывается модель перемешивающего устройства открытого турбинного типа (фиг. 1), состоящего из ступи 10 15 цы 1, диска 2, диаметром бс = 0,037 м, на котором укреплены лопасти 3. Лопасти 3 установлены по касательной к их внутреннему диаметру с, О = 0,025 м, Внешний диаметр перемешивающего устройства см = = 0,065 м, Высота лопастей перемешиваю- щего устройства й = 0,012 м, Смежные лопасти перемешивающего устройства смещены друг относительно друга в аксиальном направлении на величину О.Испытывают пять моделей перемешивающего устройства указанной конструкции и размеров, отличающихся лишь величиной смещения О. Результаты приведены в табл, 2.Испытания проводят в реакторе для гидрогенизации жиров, представляющем собой цилиндрический сосуд диаметромОр = 0,11 м и рабочей емкостью 1 л, В корпусе реактора на приводном валу устанавливаю 1 мешалки с номерами 1 - 5 (табл. 2).Мешалки установлены на высоте п 1= 0,04 м от дниша сосуда. Уровень жидкости в реакторе Н = 0,11 м, Ниже мешалки установлен барботер водорода, выполненный в видетрубки с открытым концом. В реакторе установлены четыре отражательные перегородки шириной Ь = 0,1 Ор = 0;011 м. Температура жидкости изменяется термопарой и регулируется с помощью внешнего электронагревательного элемента. Мешалка приводится во вращательное движение с постоянной скоростью 800 об,/мин.Исследования проводят в следующем порядке. В реактор загружают рафинированное подсолнечное масло в количестве 1 л, добавляют в него 0,25 г мелкодисперсного катализатора ГМ-З, нагревают содержимое реактора до 200 С и подают в бар 40 45 50 55 ботер водород, Подача водорода в барботер во всех экспериментах одинакова и составляет 1 л/мин,В реакторе протекает пооцесс гидрогенизации (насыщение непредельных триглицеридов водородом), в результате чего происходит изменение физических свойств жидкости,масла), а именно повышается его температура плавления,Исследования заключаются в определении времени гидрогенизации до достижения точки плавления гидрогенизата 32 С при использовании мешалок с различным смещением лопастей д. Так как скорость процесса гидрогенизации возрастает с увеличением скорости массопереноса водорода из газовой фазы в жидкость, а последняя возрастает с увеличением интенсивности перемешивания, то по скорости гидрогенизации (времени достижения т. пл. гидроге1643065 Таблица 1 а 2 Табл и ца низата 32 С) можно судить об интенсивности перемешивания, создаваемой той или иной мешалкой.Результаты исследований по гидрированию" масел в автоклаве емкостью 1 л с использованием мешалок с различным смещением смежных лопастей д представлены в табл. 3.Таким образом, из приведенных исследований следует, что при смещении смежных лопастей перемешивающего устройства в аксиальном направлении относительно плоскости диска на величину д = 0,15-0,3 их высоты, время, требуемое для достижения температуры плавления гидрогенизата, минимально, Это доказывает тот факт, что интенсивность перемешивания испытанной мешалки максимальна при смещении смежных лопастей в аксиальном направлении д = (0,15 - 0,3):Ь относительно плоскости диска.При смещении лопастей д0,15 и соседние лопасти мешалки экранируют одна другую и при этом не происходит поступления жидкости с боковых поверхностей лопасти на фронтальную поверхность следующей за ней по ходу вращения лопасти, что снижает взаимное перемешивание жидкости из верхней и нижней зоны и суммарную 5 интенсивность перемешивания в аппарате.При смещении лопастей д0,3 и жидкость в основном циркулирует между лопастями мешалки, а интенсивность циркуляции в верхнем и нижнем циркуляционном 10 контуре (над и под мешалкой) снижается,что уменьшает интенсивность перемешивания в этих зонах и общую интенсивность перемешивания в аппарате.формула изобретения 15 Перемешивающее устройство, содержащее ступицу, диск с размещенными на нем лопастями, установленными под углом к радиусу, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения интенсивности переме шивания, лопасти установлены по касательной к окружности, йроходящей через их внутренние кромки, при этом смежные лопасти противоположно смещены в аксиальном направлении относительно плоскости 25 диска на величину 0,15 - 0,3 их высоты1643065 Реда кто рректор Про ственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгор Гагарина, 10 Заказ 1195 ВНИИПИ Гос Составитель А,Горба Техред М,Моргентал Тираж 412 Подписноевенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5