Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 [ 147 ] 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225

Рис. XVII-1. Конструкция якорной мешалки:

/ - мотор-редуктор; 2 - муфта; 3 - уплотнение; 4 - люк; 5 - крышка; б- вал; 7 - якорное перемешивающее устройство; 8 - корпус; 9 - рубашка; 10 - опора; - труба передав-ливания. Потоки; / -вход исходной среды; - выход теплоносителя (хладагента); 111 - вход теплоносителя (хладагента); IV - выход продукта

ройством, получающим вращательное или более сложное движение от внешнего привода, и связана с передачей механической энергии перемешиваемой среде.

Процесс, осуществляемый перемешивающими устройствами, характеризуется обтеканием элементов этого устройства жидкой средой.

Аппараты для механического перемешивания называются мешалками, основными узлами которых являются корпус, привод и перемешивающее устройство. Для охлаждения или подогрева перемешиваемых сред корпус мешалки может иметь наружную рубашку (гладкостенную или из полутруб), а внутри мешалки может быть размещен трубчатый змеевик. Для герметизации вывода вала из корпуса мешалки применяют гидрозатворы, сальниковые и торцовые уплотнения. В качестве привода мешалки используют электродвигатель с зубчатым редуктором или ременной передачей или специальный мотор-редуктор. На рис. XVII-1 приведена конструкция якорной мешалки.

Перемешивающие устройства, применяемые в мешалках, разнообразны по конструктивному оформлению и условно разделяются на быстроходные и тихоходные (рис. XVII-2). Первые работают преимущественно при турбулентном и переходном режимах движения жидкости, вторые при ламинарном. К быстроходным относятся лопастные (рис. XVII-2 а, б), турбинные открытого (рис. XVII-2, в) и закрытого типов, пропеллерные (рис. XVII-2, г), к тихоходным - якорные (рис. XVII-2, д), рамные (рис. XVII-2, е), ленточные (рис. XVII-2, ж) и шнековые (рис. XVII-2, з) перемешивающие устройства.

По преобладающему характеру движения жидкости выделяют мешал-

Рис. XVII-2. Перемешивающие устройства:

а - г - быстроходные; д - з - тихоходные; а - лопастное; б - шестилопастное с наклонными лопастями; в - турбинное открытого типа; г - пропеллерное; д - якорное; е - рамное; ж - ленточное; з - шнековое

ки с круговым потоком (лопастные с вертикальными лопастями, турбинные открытого типа, якорные, рамные), осевым потоком (лопастные с наклонными лопастями, пропеллерные, ленточные, шнековые), радиальным потоком (турбинные закрытые). Применяют также мешалки со сложным планетарным движением перемешивающих устройств.

Основным элементом перемешивающего устройства лопастного типа является вертикальный вал, на котором может быть установлено несколько лопастей вертикально или наклонно под углом к горизонту от 45 до 60°. Вертикальные лопасти сообщают жидкости в основном вращательное движение, а наклонные способствуют перемещению жидкости вверх в вертикальном направлении. Окружная скорость на концах лопастей обычно не превышает 5 м/с.

При вращении лопастей на поверхности жидкости может образоваться воронка (рис. XVII-3), снижающая эффективность перемешивания контактирующих фаз. Для разрушения воронок к внутренней стенке корпуса крепят отражательные вертикальные перегородки шириной Н, примерно равной 0,1 D. Число перегородок обычно равно 4. Перегородки препятствуют горизонтальному вращению кольца жидкости и способствуют тем самым ее циркуляции в вертикальном направлении.

У турбинных мешалок перемешивающим устройством является лопастное колесо (турбинка), аналогичное рабочим колесам центробежных насосов с прямыми или загнутыми лопастями. Турбинки могуг быть открытыми или закрытыми. По характеру работы открытые турбинки мало отличаются от лопастных мешалок. Закрытые турбинки, помещенные в корпус, создают более упорядоченную циркуляцию жидкости в мешалке, особенно при наличии направляющего аппарата, и способствуют тому, что струи жидкости, всасываемые в центре корпуса и выбрасываемые по периферии, достигают самых отдаленных частей мешалки. Изменение направления потока с вертикального на радиально-горизонтальное сопровождается минимальными потерями кинетической энергии. Частота вращения турбинок лежит в пределах 400-5-2000 об/мин.

Для обеспечения интенсивного перемешивания во всем объеме аппарата за счет внутренней рециркуляции применяют пропеллерные мешалки. Пропеллерные перемешивающие устройства снабжены двух-, трех- или че-тырехлопастным винтом или пропеллером. Лопасти пропеллера по своей ширине обычно сначала расширяются, а потом сужаются; угол их наклона переменный. Пропеллеры создают интенсивный поток, направленный вдоль оси их вращения; иногда для упорядочения циркуляции жидкости в корпусе смесителя пропеллер помещают в направляющую трубу (диффузор); в трубе жидкость движется сверху вниз, в кольцевом зазоре между трубой и корпусом - снизу вверх или наоборот. Диаметр пропеллера чаще всего равен 0,25+0,33 внутреннего диаметра корпуса. В зависимости от размеров пропеллера частота его вращения составляет от 200 до 1500 об/мин.

Пропеллерные мешалки обычно используют для перемешивания жидкостей малой вязкости. Область их применения - получение эмульсий или суспензий с небольшим (до 10 %) содержанием твердых частиц размером менее 250 мкм. В мешалках больших размеров следует установить несколько самостоятельных пропеллеров.

При необходимости обеспечить перемешивание жидкости большой вязкости, применяют перемешивающие устройства якорного или рамно-