Введение. Перемешивание – это процесс многократного перемешивания макрообъёмов текучей среды друг относительно друга во всём объеме аппарата

Перемешивание – это процесс многократного перемешивания макрообъёмов текучей среды друг относительно друга во всём объеме аппарата, протекающий за счёт импульса, передаваемого среде механической мешалкой, струёй жидкости или газа.

Процесс перемешивания широко используется в пищевой промышленности при приготовлении суспензий, эмульсий, для интенсификации процессов нагрева и охлаждения обрабатываемых систем, а так же для интенсификации процессов массообмена в перемешиваемой среде.

Наибольшее распространение в настоящее время получили механические мешалки различных типов (лопастные, пропеллерные, турбинные, якорные, шнековые). При перемешивании такими мешалками возникает сложное трёхмерное движение перемешиваемой среды. Основным является тангенциальное движение, которое вызывает в объёме аппарата радиальные и аксиальные потоки. Сложный характер движения среды в аппарате не позволяет получить аналитического описания процесса, поэтому для описания при установившемся режиме пользуются различными критериальными уравнениями, полученными методами теории подобия.

Важной характеристикой работы любой механической мешалки является расход энергии на вращение рабочего элемента мешалки при известных её размерах и заданных физических свойствах среды. Мощность, потребляемая мешалками, зависит от многих факторов. Методы и расчётные формулы, принятые в настоящее время для определения мощности, ещё не могут считаться достаточно полными. Это обстоятельство обуславливает необходимость проведения экспериментальных исследований, на основе которых затем получают необходимые критериальные уравнения.

Процесс перемешивания с гидродинамической точки зрения может быть рассмотрен как процесс внешнего обтекания тела потоком вязкой жидкости, следовательно, можно получить общее критериальное уравнение, описывающее процесс:

8. Таблица опытных и расчётных данных:

№ опыта	Частота вращения n, об/с	Мощность х. х. , Вт	Потребляемая , Вт						Δ
	1,66	6,4	1,65	110,080	2,042		4,026	1,65
	2,5	7,56		78,125	1,893		4,204
	3,32	8,6		58,376	1,766		4,327
	4,15	9,68	12,16	51,921	1,715		4,424	12,16

Таблица 1.

Затраты мощности на холостом ходу
В	А	Вт	об/мин	об/с
		0,4	6,4		1,66
		0,42	7,56		2,5
		0,43	8,6		3,32
		0,44	9,68		4,15
Затраты мощности при нагрузке
	17,5	0,46	8,05		1,66
		0,55	11,55		2,5
		0,65	15,6		3,32
		0,78	21,84		4,15

Таблица 2.

2. Схема установки для исследования процесса перемешивания:

1 – электродвигатель; 2 – ЛАТР; 3 – вольтметр;

4 – амперметр; 5 – тахометр; 6 – подъемный штатив;

7 – корпус; 8 – вол; 9 – рабочий элемент мешалки (лопасть); 10 – емкость с жидкостью.