Сравнение мешалок

[kika]

Здравствуйте, уважаемые коллеги!
Не могли бы вы высказать свое мнение по одному вопросу.
Дело в том, что, имея гетерогенную смесь, решили сравнить две быстроходные
мешалки при одинаковом числе оборотов.
Для 1-л реактора изготовили две быстроходные мешалки - двухлопастную и турбинную.
Диаметр мешалок брали как 1/4 от диаметра реактора. Размер лопастей к диаметру
был стандартизован. У турбины было 6 наклоненных лопастей, а у лопастной мешалки
две лопасти не наклоненные. Эксперимент-то ставился для того, чтобы убедиться,
что турбинная мешалка лучше.
А вышло, что результат практически одинаковый, что для двухлопастной, что для турбинной.
За результат мы брали количество продукта в конце синтезы при прочих равных
условиях количества сырья и условий проведения.
В чем может быть причина?
Заранее спасибо!

[avor]

Режим перемешивания избыточный. Т.е. в обоих случаях перемешивание настолько эффективно, что уже не влияет на скорость процесса, а влияют на него какие-то другие кинетические параметры: концентрация, температура, растворитель.....

[kika]

Ага! Спасибо!
Значит, можно смело выбирать лопастную.
А что потом лучше - двухлопастная или четырехлопастная?

[avor]

phobos'a подключите - он вам много чего раскажет

[kika]

Если Phobos не подключится, будем 4-лопастную выбирать.

[Phobos]

На моей памяти мы один раз после консультации с Pfaudler'om вынуждены были взять 6-лопастную турбину - в реакции образовывался очень тяжелый осадок продукта, который не желал перемешиваться, оседал на дно и слеживался. Вот чтоб оттуда его постоянно поднимать, и взяли турбину.
Обычные двухфазные реакции и экстракции в небольших реакторах у меня нормально шли и с 4-лопастной турбиной (угол 45), и с радиальной трехлопастной (лопасть под 90 град. к дну реактора).
А вот чтоб это дело смоделировать на большой реактор уже нужны всякие симуляции с программой типа Visimix и т.д. Это если Вы предполагаете, что нюансы перемешивания чрезвычайно важны.

[kika]

Спасибо большое!
Правда, нужны симуляции?! А у нас о них и не знают!
И на глазок определяют, на каком расстоянии ото дна реактора должна располагаться мешалка.
Один внештатный специалист посоветовал по крутящему моменту перенести подобие с маленького реактора на большой, что касается мешалки.
Да какой там! Не удивлюсь, если меня спустят внутрь
этого реактора и дадут линейку в руки .... для точности
измерения расстояния.

[ Post made via Android ]

[Phobos]

Как я и отметил, в большинстве случаев симуляции не нужны и без разницы, что за мешалку Вы возьмете. Нюансы могут быть в получении коллоидных систем, мицелл, кристаллизаций с заданным размером/формой частиц и т.д. Всякие двухфазные окисления, броминация с NBS в воде/ДХМ, экстракции - и так хорошо идут, лишь бы все диспергировалось.

[stearan]

...внештатный специалист посоветовал по крутящему моменту перенести подобие с маленького реактора на большой, что касается мешалки...

наверно, не совсем так, ибо сравнивать прямо маленькое с большим ничего не даст используется сравнение по удельной энергии, отдаваемой мешалкой в единицу объема перемешиваемой среды; для лаб.реакторов W/L, для больших - kW/m3, что в численном выражении одинаково.

[kika]

Как я и отметил, в большинстве случаев симуляции не нужны и без разницы, что за мешалку Вы возьмете.

Нет, ну якорная-то определенно хуже.
Или она хуже потому, что скорость вращения у нее по определению меньше?

используется сравнение по удельной энергии, отдаваемой мешалкой в единицу объема перемешиваемой среды; для лаб.реакторов W/L, для больших - kW/m3, что в численном выражении одинаково.

Спасибо! Но это слишком большая математика для нашего тонкого синтеза.
Ладно объем я как-то могу с циркулем посчитать, но удельную энергию?!
У меня есть только чило оборотов и площадь мешалки, ну плюс напряжение в сети...

[Phobos]

Или она хуже потому, что скорость вращения у нее по определению меньше?

Именно поэтому. Якорная в основном используется для медленного перемешивания вязких жидкостей. Но есть якорные мешалки с большой площадью лопастей, а в лопастях проделано много дырок. Ее можно включить на высокую скорость, она бодро перемешает все что угодно и большинство двухфазных реакции пойдет и сней тоже.

[kika]

Без VSD скорость якорной мешалки около 60 оборотов и мне
убедительно говорили, что бóльшую скорость достичь нельзя,
чтобы не нарушать стабильность реактора.
Ну а 60 - это мало, даже для якорной мешалки с дырками,
как мне кажется.

[serg1]

А еще разные мега-эстеты ультразвуком мешают. Ну это уже для очччееень плохо смешивающихся сред.

[stearan]

...слишком большая математика для нашего тонкого синтеза...

да, реальные нынешние передовые разработки все уже опираются на CFD (computational flow dynamics, реальное решение дифференциальных уравнений вязкого течения в трехмерном пространстве, с соответствующими граничными условиями включая движущуюся границу - поверхность мешалки); это намного сложнее упоминаемого здесь Visimix-a.
но в инженерной практике все еще живет и более простой подход, требующий только калькулятора и небольших базовых процессно-инженерных знаний.
1. вычисляются критерий Рейнольдса ReM и комплекс мощности Np (простые формулы, куда входят только диаметр и число оборотов мешалки, плотность и вязкость перемешиваемой среды)
2. залезается в первоисточники по перемешиванию, где накоплена масса информации по поведению разных систем мешалка-окружение (разныe типы мешалoк, есть или нет отражательные перегородки и прочие штучки встроенные в реактор, которые могут изменить гидродонамические условия...) эта информация, как правило, обобщена в виде зависимостей числа Эйлера EuM от числа Рейнольдса ReM типа графиков

EuM-ReM.PNG

для нахождения однозначного решения обычно рассматриваются дополнительные ограничения (допустимая окружная скорость на периметре мешалки, минимум общей потребляемой мощности итд.)

[kika]

Спасибо огромное!
Но ведь этим одному человеку заниматься и то времени не хватит! А у нас один человек на трех темах крутится,
правда иногда .... со скоростью тихоходной мешалки.

[ Post made via Android ]