Схема расчета мешалок

Как уже отмечалось, цели перемешивания могут быть различными: приготовление эмульсий и суспензий, увеличение интенсивности
тепло – и массообменных процессов. Эффективность перемешивания оценивается, как правило, критерием Рейнольдса мешалки Re_м (10.6), его иногда называют центробежным критерием Рейнольдса и обозначают Re_ц. Эффективность перемешивания, необходимая для осуществления определенного процесса, находится из критериальных уравнений. Определяемым критерием при этом является, как правило, Re_м. Например, для достижения равномерного распределения твердых частиц в жидкости (приготовление суспензии) существуют эмпирические уравнения для различных типов мешалок, связывающие Re_м с критерием Архимеда и геометрическими симплексами:

. (10.15)

Таким образом, первым этапом расчета является выбор нормализованной мешалки с учетом объема перемешиваемой среды и определение для нее из уравнений типа (10.15) критерия Рейнольдса. По величине Re_м можно найти из (10.6) число оборотов мешалки n. Затем рассчитываются критерий Фруда (10.7) и критерий мощности мешалки K_N (10.14). Далее определяют мощность, расходуемую на перемешивание в стационарном режиме N из (10.13). Если требуется найти установочную мощность электродвигателя, то ее увеличивают в 2 - 3 раза, учитывая необходимый запас для запуска мешалки (в момент запуска сопротивление лопастям мешалки оказывается значительно выше, вследствие большей скорости движения лопасти относительно покоящейся жидкости), а также потери энергии в самом электродвигателе (к.п.д. меньше единицы).

Для мешалок периодического действия требуется определить продолжительность процесса перемешивания . C этой целью вводится критерий времени перемешивания K_t:

. (10.16)

Минимальная величина данного критерия находится из эмпирических соотношений типа

. (10.17)

Поскольку процесс перемешивания может осуществляться с помощью мешалок различных типов, правомерна постановка задачи оптимизации, заключающаяся в выборе типа мешалки, обеспечивающей необходимую эффективность процесса при минимуме затрат.