Скоростта на срязване е решаващ параметър в работата на смесителите за странични вписвания, които се използват широко в различни индустриални приложения. Като доставчик на странични смесители за вписване, разбирането на скоростта на срязване, генерирана от тези миксери, е от съществено значение за предоставянето на най -добрите решения на нашите клиенти. В този блог ще проучим какво е скоростта на срязване, как се генерира от смесителите на странични вписвания и нейното значение в различните приложения.
Каква е скоростта на срязване?
Скоростта на срязване се определя като скоростта на промяна на скоростта по отношение на разстоянието перпендикулярно на посоката на потока. В контекста на смесването той представлява относителното движение между различни слоеве течност в смесителния съд. Математически, скоростта на срязване (γ) се изразява като:
γ = du/.
където DU е промяната в скоростта между два съседни течности и Dy е разстоянието между тези слоеве. Скоростта на срязване обикновено се измерва в единици реципрочни секунди (S⁻⁻).
Скоростта на срязване в система за смесване може да окаже дълбоко влияние върху процеса на смесване. Високите скорости на срязване могат да разграждат агломератите, да разпръснат частиците и да насърчават трансфера на маса между различни фази. От друга страна, ниските скорости на срязване са по -подходящи за нежни операции за смесване, при които целостта на материалите трябва да се поддържа.
Как страничните входни смесители генерират скорост на срязване
Страничните смесители за вход са проектирани да бъдат инсталирани на страничната стена на резервоар или съд. Обикновено те се състоят от мотор, скоростна кутия и работно колело. Колелото се върти в течността, създавайки модел на потока, който генерира срязващи сили.
Когато работното колело се върти, то придава скорост на околната течност. Течността в близост до работното колело се движи с по -голяма скорост в сравнение с течността по -далеч. Този градиент на скоростта създава напрежение на срязване между течностите, което води до скорост на срязване.
Дизайнът на работното колело играе решаваща роля за определяне на скоростта на срязване, генерирана от страничния миксер. Различните видове колеги, като витла, турбини и гребла, имат различни характеристики на потока и могат да генерират различни нива на скорост на срязване. Например, колегите на витлото са известни със своя висок аксиален поток и сравнително ниска скорост на срязване, докато турбинните колела могат да генерират по -високи скорости на срязване поради техния модел на радиален поток.
В допълнение към дизайна на работното колело, скоростта на въртенето на работното колело влияе и на скоростта на срязване. По -високите скорости на работното колело обикновено водят до по -високи скорости на срязване. Важно е обаче да се отбележи, че увеличаването на скоростта на работното колело също увеличава консумацията на енергия и може да причини други проблеми като прекомерна турбулентност и пръскане.
Значение на скоростта на срязване в различни приложения
Скоростта на срязване, генерирана от смесителите на страните, е от голямо значение при различни индустриални приложения. Ето няколко примера:
Химическа обработка
При химичните реакции скоростта на срязване може да повлияе на скоростта на реакцията и качеството на крайния продукт. Например, в реакциите на полимеризация високите скорости на срязване могат да насърчават дисперсията на мономерите и инициаторите, което води до по -равномерни полимерни вериги. В процесите на емулгиране скоростта на срязване е от решаващо значение за разграждането на големи капчици на по -малки и стабилизиране на емулсията.Странични смесители за входчесто се използват в инсталациите за химическа преработка за постигане на желаната скорост на срязване за ефективни реакции.
Индустрия за храни и напитки
В индустрията за храни и напитки скоростта на срязване е важна за процеси като смесване, хомогенизация и емулгиране. Например, при производството на майонеза са необходими високи скорости на срязване, за да се разградят капчиците на маслото и да се създаде стабилна емулсия. В Brewing Industry се използват странични входни смесители за смесване на съставки и осигуряване на равномерна ферментация. Подходящата скорост на срязване може да подобри текстурата, аромата и срока на годност на продуктите.
Пречистване на отпадни води
В пречиствателни станции,Смесител за пречистване на канализациятасе използват за смесване на химикали, аериране на водата и насърчаване на растежа на микроорганизмите. Скоростта на срязване, генерирана от тези смесители, може да повлияе на ефективността на процеса на лечение. Например, високите скорости на срязване могат да подобрят смесването на химикали и дисперсията на кислорода, което води до по -добро отстраняване на замърсителите. Страничните смесители са популярен избор за пречистване на отпадъчни води поради способността им да осигуряват ефективно смесване в големи резервоари.
Минни и минерални преработки
В индустрията за обработка на минни и минерали се използват странични входни смесители за процеси като рудни смилане, флотация и излугване. Скоростта на срязване може да повлияе на освобождението на ценните минерали от рудата и ефективността на процеса на разделяне. Например, при флотация високите скорости на срязване могат да помогнат за прикрепване на въздушните мехурчета към минералните частици, подобрявайки скоростта на възстановяване.Устройство за разбъркване на странично влизанечесто се използват в тези приложения за постигане на желаната скорост на срязване.
Измерване и контролиране на скоростта на срязване
Измерването на скоростта на срязване в система за смесване може да бъде предизвикателство поради сложните модели на потока и трудността при достъп до течността вътре в резервоара. Въпреки това, има няколко метода за оценка на скоростта на срязване, като например използване на симулации на изчислителна динамика на течността (CFD) и експериментални техники.
Симулациите на CFD могат да предоставят подробна информация за полето на потока и разпределението на скоростта на срязване в съда за смесване. Чрез въвеждането на геометрията на резервоара, дизайна на работното колело и работни условия, CFD модели могат да прогнозират скоростта на срязване на различни места в резервоара. Тази информация може да се използва за оптимизиране на дизайна на миксера и работните параметри.
Експерименталните техники за измерване на скоростта на срязване включват използване на сензори за напрежение на срязване и велоциметрия на изображението на частиците (PIV). Сензорите за напрежение на срязване могат директно да измерват напрежението на срязване на определено място в течността и скоростта на срязване може да се изчисли от напрежението на срязване, като се използва вискозитетът на течността. PIV е ненатрапчива техника, която използва лазерна светлина за измерване на скоростта на частиците в течността, което позволява скоростта на срязване да се определя от градиента на скоростта.
Контролът на скоростта на срязване в смесител за страничен вход включва регулиране на дизайна на работното колело, скоростта на работното колело и свойствата на течността. Чрез избора на подходящия тип и размер на работното колело и чрез коригиране на скоростта на работното колело въз основа на специфичните изисквания за приложение е възможно да се постигне желаната скорост на срязване. В допълнение, вискозитетът на течността може да повлияе и на скоростта на срязване. Добавянето на сгъстяване или разредители към течността може да промени неговия вискозитет и по този начин скоростта на срязване.
Заключение
Скоростта на срязване е критичен параметър в работата на смесителите за странични вписвания. Разбирането как страничните смесители за вписване генерират скорост на срязване и нейното значение в различните приложения е от съществено значение за осигуряване на ефективни решения за смесване. Като доставчик на странични смесители за вписване, ние се ангажираме да помогнем на нашите клиенти да оптимизират процесите на смесване, като предоставяме висококачествени миксери и експертни съвети относно контрола на скоростта на срязване.
Ако се интересувате да научите повече за нашите смесители за странични вписвания или да имате специфични изисквания за вашето приложение за смесване, не се колебайте да се свържете с нас за консултация. Очакваме с нетърпение да работим с вас, за да постигнем вашите смесителни цели.
ЛИТЕРАТУРА
- Paul, El, Atiemo-Obeng, VA, & Kresta, SM (ред.). (2004). Наръчник за индустриално смесване: наука и практика. John Wiley & Sons.
- Oldshue, JY (1983). Технология за смесване на течности. McGraw-Hill.
- Nienow, AW (2007). Ролята на механиката на течностите в химическата и биопроцесовата индустрия. Наука за химическо инженерство, 62 (18), 5052-5063.
