Extras din laborator
SCOPUL LUCRĂRII
Lucrarea urmăreşte studiul operaţiei de amestecare în fază lichid – lichid (omogenizare) pentru diferite tipuri de dispozitive de agitare prin:
a) Studiul factorilor care influenţează operaţia:
- natura lichidelor supuse omogenizării;
- turaţia;
- natura curgerii;
- mărimea aparatului în care se realizează agitarea;
- forma, dimensiunile şi modul de dispunere a dispozitivului de agitare în aparat.
b) Determinarea experimentală a înălţimii paraboloidului care se formează la amestecare, a duratei de amestecare, compararea cu valorile obţinute din calcul şi stabilirea dependenţei criteriului puterii (criteriul Euler) de criteriul Reynolds.
NOTAŢII
Simbol Semnificaţia Unitatea de masură
a, b, k1 Exponenţi -
c Coeficient -
d Diametrul cercului descris de dispozitivul de agitare m
D Diametrul vasului în care are loc amestecarea m
Eum Criteriul Euler modificat pentru amestecare -
Frm Criteriul Froude modificat pentru amestecare -
Rem Criteriul Reynolds modificat pentru amestecare -
Hom Criteriul de homocronism -
g Acceleraţia gravitaţională m/s2
h2 Distanţa de la fundul vasului până la axul dispozitivului de agitare m
b Înălţimea paletei dispozitivului de agitare m
hp Înălţimea paraboloidului care se formează la amestecare m
h0 Înălţimea de la fundul vasului la vârful paraboloidului în timpul amestecarii m
hmax Înălţimea maximă a lichidului în timpul amestecării m
h1 Inalţimea lichidului din vas m
H Inalţimea vasului m
K Coeficient de corecţie -
m Exponent -
n Turaţia dispozitivului de amestecare rot/s
N Puterea cosumată W
s Pasul elicei m
rc Raza cilindrului format de lichidul care se mişcă cu aceeaşi viteză ca dispozitivul de agitare m
Unghiul de înclinare a elicei grade
w Viteza periferică a fluidului la capătul dispozitivului de agitare m/s
Simbol Semnificaţia Unitatea de masură
Densitatea fluidului kg/m3
Vâscozitatea dinamică a fluidului Pa•s
Vâscozitatea cinematică a fluifului m2/s
Durata agitării determinată experimental s
Durata agitării calculată s
ω Viteza unghiulară rot/s
PRINCIPIUL METODEI
Amestecarea (agitarea) este operaţia hidrodinamică prin care se realizează omogenizarea amestecurilor, manifestată prin reducerea gradientului de concentraţie, a gradientului de temperatură sau, simultan, a ambilor gradienţi. Apare rar ca o operaţie independentă, în general fiind o operaţie auxiliară.
Implicând mişcarea materialelor, amestecarea constă într-o acţiune locală, generatoare de curenţi turbionari, cu viteze de mărime şi direcţie diferite şi una generală, în întreaga masă a materialului, ca efect al acţiunii locale.
Amestecarea presupune mişcarea turbulentă a materialului, caracterul curgerii având mare importanţă şi definindu-se prin valoarea criteriului Reynolds modificat pentru amestecare:
(1)
Limita dintre curgerea laminară şi turbulentă la amestecare este cuprinsă între valori ale lui Reynolds: Rem = 10 - 20.
Eficacitatea amestecării prezintă importanţă deosebită în realizarea acestei operaţii; în procese de amestecare nestaţionară curgerea are loc tot nestaţionar şi poate fi parţial caracterizată prin criteriul de homocronism modificat pentru amestecare:
(2)
Timpul de amestecare (durata amestecării), cu condiţia respectării similitudinii geometrice, se poate exprima prin ecuaţia criteriafă:
(3)
(4)
Energia care se consumă în timpul amestecării este specifică modului de realizare a operaţiei. În cazul agitatoarelor mecanice puterea consumată pentru realizarea amestecării este exprimată prin relaţia:
W (5)
Dacă agiatatorul nu respectă condiţiile de similitudine geometrică, mărimea puterii calculată cu relaţia anterioară (5), trebuie înmulţită cu factorul de corecţie:
pentru agitatoare cu palete (braţe) care însă respectă condiţiile:
D/d =2.5 - 4; h1/d = 1.5 – 6.4; b/d = 0.2 – 0.67.
(6)
pentru agitatoare cu elice sau turbină:
Preview document
Conținut arhivă zip
- Studul Operatiei de Amestecare.doc