HYDROMECHANICKÉ PROCESY. Míchání v kapalném prostředí (přednáška)

Podobné dokumenty
MÍCHÁNÍ V KAPALNÉM PROSTŘEDÍ

HYDROMECHANICKÉ PROCESY. Míchání v kapalném prostředí (přednáška)

Příkon míchadla při míchání nenewtonské kapaliny

Příkonové charakteristiky míchadel

Vícefázové reaktory. MÍCHÁNÍ ve vsádkových reaktorech

Vliv koncentrace částic na suspendační účinky míchadla s rovnými lomenými lopatkami

Míchání a homogenizace směsí Míchání je hydrodynamický proces, při kterém je různými způsoby vyvoláván vzájemný pohyb částic míchaného materiálu.

Základy chemických technologií

Optimalizace míchání suspenze PVC v zásobníku o objemu 100 m 3

Míchací zařízení pro míchání vysoce koncentrované jemnozrnné suspenze

4.Mísení, míchání MÍCHÁNÍ

Při směšování kapalin s většinou změní jejich výsledný objem; tzn. výsledný objem není součtem výchozích objemů obou kapalin, ale je menší.

( r) Studium erozivního opotřebení lopatek míchadla vliv tvarového opotřebení lopatek na procesní charakteristiky míchadla. H = (2) h. R = 2r.

Intenzifikace míchání v technologii suspenzní polymerace PVC v reaktoru o objemu 40 m 3 a 80 m 3.

Volba vhodného typu mísiče může být ovlivněna následujícími podmínkami

9 Míchání. I Základní vztahy a definice. Milan Jahoda

Autokláv reaktor pro promíchávané vícefázové reakce

Výpočetní program pro návrh míchacích zařízení

Míchání. P 0,t = Po ρ f 3 d 5 (2)

OKRUHY K MATURITNÍ ZKOUŠCE - STROJNICTVÍ

PAX 3 40 SIGMA PUMPY HRANICE VYSOKOTLAKÁ HORIZONTÁLNÍ PLUNŽROVÁ ČERPADLA

Stanovení forem, termínů a témat profilové části maturitní zkoušky oboru vzdělání M/01 Strojírenství STROJÍRENSKÁ TECHNOLOGIE

PAX SIGMA PUMPY HRANICE VYSOKOTLAKÉ HORIZONTÁLNÍ PLUNŽROVÉ ČERPADLO

PŘEVODOVÉ ÚSTROJÍ. přenáší výkon od motoru na hnací kola a podle potřeby mění otáčky s kroutícím momentem

SEZNAM TÉMAT K ÚSTNÍ PROFILOVÉ ZKOUŠCE ZE STROJNICTVÍ

11. Hydraulické pohony

SIGMA PUMPY HRANICE VYSOKOTLAKÁ HORIZONTÁLNÍ

Témata profilové maturitní zkoušky z předmětu Stavba a provoz strojů

PVA SIGMA PUMPY HRANICE

doc. Dr. Ing. Elias TOMEH

Projection, completation and realisation. MHH Horizontální odstředivá kondenzátní článková čerpadla

DOPRAVNÍ A ZDVIHACÍ STROJE

VY_32_INOVACE_C hřídele na kinetickou a tlakovou energii kapaliny. Poháněny bývají nejčastěji elektromotorem.

KOMPRESORY F 1 F 2. F 3 V 1 p 1. V 2 p 2 V 3 p 3

Operační program Vzdělávání pro konkurenceschopnost Název projektu: Inovace magisterského studijního programu Fakulty ekonomiky a managementu

PFP SIGMA PUMPY HRANICE HORIZONTÁLNÍ

(elektrickým nebo spalovacím) nebo lidskou #9. pro velké tlaky a menší průtoky

TC BQO SIGMA PUMPY HRANICE

Hydromechanické procesy Hydrostatika

ZPG SIGMA PUMPY HRANICE NÍZKOTLAKÁ ZUBOVÁ ČERPADLA

Míchání. PoA. h/d = 0, Re M

AUTOMATICKÝ KOTEL SE ZÁSOBNÍKEM NA SPALOVÁNÍ BIOMASY O VÝKONU 100 KW Rok vzniku: 2010 Umístěno na: ATOMA tepelná technika, Sladkovského 8, Brno

Poloha hrdel. Materiálové provedení. Konstrukce Čerpadla CVN jsou odstředivá, horizontální, článkové konstruk

Hydraulické mechanismy

Popis výukového materiálu

21. ROTAČNÍ LOPATKOVÉ STROJE 21. ROTARY PADDLE MACHINERIS

EXPERIMENTÁLNÍ TESTOVÁNÍ MINIMÍCHADLA PRO ČIŠTĚNÍ ODPADNÍCH VOD EXPERIMENTAL TESTING OF MINIMIXER FOR WASTE WATER TREATMENT

Projection, completation and realisation. MVH Vertikální odstředivá kondenzátní článková čerpadla

odstředivá čerpadla MB s motorovým blokem stav G/03

MAZACÍ SOUSTAVA MOTORU

Hydrodynamické mechanismy

PVX SIGMA PUMPY HRANICE HORIZONTÁLNÍ

Výukové texty. pro předmět. Měřící technika (KKS/MT) na téma. Tvorba grafické vizualizace principu měření otáček a úhlové rychlosti

Vícefázové reaktory. Probublávaný reaktor plyn kapalina katalyzátor. Zuzana Tomešová

MODERNÍ TECHNOLOGIE A DLOUHOLETÁ ZKUŠENOST

PŘEVODOVÉ ÚSTROJÍ. přenáší výkon od motoru na hnací kola a podle potřeby mění otáčky s kroutícím momentem

Strojní součásti ČÁSTI STROJŮ R

účinnosti) Dovolený pracovní tlak 17,00 bar.a Teplota dopravovaného 40,0 C média Viskozita dopravovaného 0,66 mm²/s Výstupní tlak 7,05 bar.

Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/ HŘÍDELE A ČEPY

Obr. 1 Schéma pohonu řezného kotouče

1 ÚVOD 14 2 KDEZAČÍT SE SPOLEHLIVOSTÍASYNCHRONNÍCH ELEKTROMOTORŮ 16 3 BEZDEMONTÁŽNÍ TECHNICKÁDIAGNOSTIKA 17

SPIRÁLNÍ ČERPADLA SUPERNOVA

Témata profilové maturitní zkoušky z předmětu Silniční vozidla

Výukové texty. pro předmět. Automatické řízení výrobní techniky (KKS/ARVT) na téma

Reaktory pro systém plyn-kapalina

Tento dokument vznikl v rámci projektu Využití e-learningu k rozvoji klíčových kompetencí reg. č.: CZ.1.07/1.1.38/

ZKUŠEBNÍ TEST MVTV 2 technické části zkoušky způsobilosti k řízení speciálních hnacích vozidel

1141 HYA (Hydraulika)

pevné, přivádí-li vodu do oběžného kola na celém obvodě, nazývá se rozváděcí kolo,

STROJNICKÉ TABULKY II. POHONY

Hydraulické mechanismy Projekt realizovaný na SPŠ Nové Město nad Metují

PM23 OBSAH. Katalog zubových čerpadel Obsah

S LV D SIGMA PUMPY HRANICE SAMONASÁVACÍ ODSTŘEDIVÁ ČLÁNKOVÁ ČERPADLA

N,, N4. Odstředivá čerpadla s axiálním sáním normalizováno dle EN 733

Organizace a osnova konzultace III-IV

RPS SIGMA PUMPY HRANICE

QHD1 OBSAH. Katalog zubových čerpadel Obsah

Czech Raildays 2010 MODIFIKACE OZUBENÍ

HYDRAULICKÉ AGREGÁTY HA

Datový list. Pozice zákazníka č.: Datum objednávky: Číslo: ES Dokument č.: Veolia Přerov Číslo položky: 200. Strana: 1 / 5

OPAKOVACÍ OKRUHY STROJÍRENSTVÍ OBOR: PODNIKÁNÍ V EU

Anotace materiálu zpracovaného v rámci projektu ESF Investice do rozvoje vzdělání

Fermentor na přípravu biopaliv

Obchodní akademie, Hotelová škola a Střední odborná škola, Turnov, Zborovská 519, příspěvková organizace,

1 Spojky. 2 Mechanické spojky neovládané. 2.1 Nepružné pevné

Příklady jednoduchých technických úloh ve strojírenství a jejich řešení

OBSAH. Katalog zubových čerpadel Obsah

BIOMECHANIKA DYNAMIKA NEWTONOVY POHYBOVÉ ZÁKONY, VNITŘNÍ A VNĚJŠÍ SÍLY ČASOVÝ A DRÁHOVÝ ÚČINEK SÍLY

Střední průmyslová škola a Vyšší odborná škola technická Brno, Sokolská 1

UZAVÍRACÍ KLAPKY S DVOJITOU EXCENTRICITOU TYP L32.7

MODERNÍ TECHNOLOGIE A DLOUHOLETÁ ZKUŠENOST

UMD OBSAH. Katalog zubových motorů Obsah

PROMI MIX chemická míchadla PROMI MIX- Produktová prezentace PM

MKP Jméno vyučujícího : Ing.Květoslav Král

Otázky pro Státní závěrečné zkoušky

KlapKa uzavírací Typ l32.x 2x excentrická pn 6/10/16/25 mezipřírubová Dn T.max. 350 c

VÝUKOVÝ MATERIÁL Ing. Yvona Bečičková Tematická oblast. Termika Číslo a název materiálu VY_32_INOVACE_0301_0220 Anotace

OBSAH. Katalog zubových čerpadel Obsah

ČVUT v Praze Fakulta stavební Katedra Technických zařízení budov. Modelování termohydraulických jevů 3.hodina. Hydraulika. Ing. Michal Kabrhel, Ph.D.

Transkript:

HYDROMECHANICKÉ PROCESY Míchání v kapalném prostředí (přednáška) Doc. Ing. Tomáš Jirout, Ph.D. (e-mail: Tomas.Jirout@fs.cvut.cz, tel.: 435 681)

MÍCHÁNÍ V KAPALNÉM PROSTŘEDÍ Účel míchání: intenzifikace procesů v míchané vsádce (přenos tepla a hmoty) příprava směsí požadovaných vlastností (suspenze, emulze) Způsoby míchání: mechanické míchání hydraulické míchání pneumatické míchání míchání v potrubí (turbulentní proudění, statické směšovače)

mechanické míchání (rotační, vibrační) hydraulické míchání pneumatické míchání míchání v potrubí Způsoby míchání (turbulentní proudění, statické směšovače) A míchání mechanické turbínové B míchání mechanické lopatkové C hydraulické míchání D pneumatické míchání s pevnými vstupy E programově řízené pneumatické míchání F hydraulické míchání s odpěňovací sprchou

Proudění v nádobách s rotačními míchadly a axiální proudění, nádoba s narážkami, b radiální proudění, nádoba s narážkami, c tangenciální proudění, nádoba bez narážek

Konstrukční provedení míchacích zařízení Uspořádání míchacích zařízení s mechanickými míchadly A B C A Centrally placed impeller in bafled vessel, B Side-entring propeller, C Agitator with draught tube Mechanická ucpávka A A Equipment with a drive at the top, B Equipment with a drive at the bottom B

Hlavní typy rotačních míchadel Pomaloběžná míchadla Rychloběžná míchadla

Hlavní typy pomaloběžných míchadel Typ Schéma Název rozměrová norma T/d Geometrické parametry 1 Kotvové míchadlo CVS 69 1014 1,11 h v / d 0,8 h / d 0,1 H / d 0,055 Šroubové míchadlo s usměrňovacím válcem CVS 69 108 h v / d 1,5 s / d 1 D / d 1,1 H / D 1,15 h v / d 1,5 3 Šroubové míchadlo v excentrickém uspořádání H / sd/ d 0,5 1 c / T 0,0

Typ Schéma Název rozměrová norma T/d Geometrické parametry 4 Pásové míchadlo CVS 69 109 1,05 h v / d 1 s / d 1 h / d 0,1 5 Listové míchadlo CVS 69 1016 h / d 1 6 Čtyřnásobné lopatkové míchadlo v excentrickém uspořádání h / d 0, 1,65 45 h v 45 c / T 0,0

Hlavní typy rychloběžných míchadel Typ Schéma Název rozměrová norma T/d Geometrické parametry 1 Turbinové míchadlo s dělícím kotoučem CVS 69 101 3 4 h / d 0, 1/ d 0,5 d / d 0,75 6 lopatek 1 Turbinové míchadlo bez dělícího kotouče 3 4 h / d 0, 6 lopatek 3 Šestilopatkové míchadlo se šikmými lopatkami CVS 69 100 3 4 h / d 45 0,0

Typ Schéma Název rozměrová norma T/d Geometrické parametry 4 Třílopatkové míchadlo se šikmými lopatkami CVS 69 105.3 3 4 h / d 0, 45 5 Vrtulové míchadlo s konstantním stoupáním šroubovice CVS 69 1019 3 4 s / d 1 h / d 0, R / d 0,4 R 1 / R 0,16 6 Zubové míchadlo CVS 69 1038.1,. 4 provedení 1 h / d 0,1 d / d 0,8 provedení h / d 0,075 d / d 0,85

A B C D E F Axiální míchadla užívaná ve fermentorech A šestilopatkové míchadlo s lopatkami skloněnými pod úhlem 45, B třílopatkové míchadlo s rovnými lomenými lopatkami s tvarem lopatek dle CVS 69 1043, C vrtulové míchadlo dle CVS 69 1019, D vrtulové míchadlo EKATO, E míchadlo LIGHTNIN A315, F míchadlo Techmix TX335

Výpočty míchacích zařízení Příkon rotačních míchadel Po P n 3 d 5 Po f Re Re nd Po B konst. Po A Re

Příkonové charakteristiky některých typů pomaloběžných míchadel 1 kotvové míchadlo (CVS 69 1014), šroubové míchadlo s usměrňovacím válcem (CVS 69 108), 3 šroubové míchadlo umístěné excentricky, 4 pásové míchadlo (CVS 69 109), 5 listové míchadlo (CVS 60 1016), 6 čtyřnásobné lopatkové míchadlo umístěné excentricky

Příkonové charakteristiky některých typů rychloběžných míchadel při míchání v nádobách s narážkami 1 turbínové míchadlo (CVS 69 101), turbínové míchadlo bez dělícího kotouče, 3 šestilopatkové míchadlo (CVS 69 100), 4 třílopatkové míchadlo (CVS 69 105.3), 5 vrtulové míchadlo (CVS 60 1019), 6a,b zubová míchadla (CVS 69 1038.1.)

Homogenizační účinky rotačních míchadel Homogenizace: vlivem recirkulačního proudění (konvektivní difúze) vlivem turbulentního proudění (turbulentní difúze) vlivem molekulární difúze t n t m f Re t n t m konst. t n t m konst.

t n t m f Re 1 šroubové míchadlo (CVS 69 108), šroubové míchadlo umístěné excentricky, 3 pásové míchadlo (CVS 69 109), 4 čtyřnásobné lopatkové míchadlo umístěné excentricky, 5 kotvové míchadlo (CVS 69 1014), 6 turbínové míchadlo (CVS 69 101)

E P t m 1 šroubové míchadlo (CVS 69 108), šroubové míchadlo umístěné excentricky, 3 pásové míchadlo (CVS 69 109), 4 čtyřnásobné lopatkové míchadlo umístěné excentricky, 5 kotvové míchadlo (CVS 69 1014), 6 turbínové míchadlo (CVS 69 101), 7 šestilopatkové míchadlo (CVS 69 100), 8 třílopatkové míchadlo (CVS 69 105.3)

Míchání soustav kapalina plyn Příkon míchadla systémů kapalina plyn P g P V nd g f 3

Míchání systémů kapalina pevná fáze Příkon při míchání suspenzí Po su P n 3 d 5 Po f Re Re nd su su v s c 1 c v l

Fr' Frekvence otáčení míchadla potřebná pro dosažení vznosu částic n d Fr g C Aexp Bc v Fr C D T c c c v 10 1 c v 0,05 0,05 0,1 0,15 0, 0,1 0,0001 0,001 0,01 0,1 D/T

Typ míchadla T/d H /d c v [%] D/T A B šestilopatkové míchadlo se šikmými lopatkami CVS 69 100, válcová 3 0,5,5 45,4 10-4 8 10-3 11,4 15,7 0,54 1,84 nádoba s rovným dnem šestilopatkové míchadlo se šikmými lopatkami CVS 69 100, válcová 3 0,5,5 40,5 10-4 6 10-3 5,4 13,9 0,43 1,63 nádoba s klenutým dnem třílopatkové míchadlo se šikmými lopatkami CVS 69 105.3, válcová nádoba s klenutým dnem 3 0,5,5 15 4,9 10-4 6 10-3 11,7 7,4 0,49 0,66

Vznik míchané kaverny Míchání nenewtonských látek Wichterle, Wein Re mk T ad

K d n Re m m p t u D D 1 : m K Proudění mocninové kapaliny m Re m x u u,, ~ ~ m Re m x p p,, ~ ~ Příkon při míchání nenevtonských kapalin S m m S n p K u P d : 1 m m m Re m C Po Re m f d K n P, 3 1

Metzner, Otto Po su P n 3 d 5 Po f Re Re nd ef ef K m 1 k n m 1 ef K ef k n Typ míchadla Číslo normy T/d H /d k Poznámka kotvové CVS 69 1014 1,11 0,05 15,8 šroubové s usměrňovací CVS 69 108,00 0,05 16,8 m válcem šroubové,00 0,05 15,5 c/d = 0,0 excentrické pásové CVS 69 109 1,05 0,005 36,7 šestilopatkové CVS 69 100 4 1 9,0 4 narážky turbínové s dělícím kotoučem CVS 69 101 3,3 1 9,9 4 narážky třílopatkové CVS 69 105.3 4 1 9 4 narážky zubové CVS 69 1038.1. 3,7 1 11,5 4 narážky

Návrh a konstrukce míchacích zařízení s rotačním míchadlem Postup při stanovování hlavních parametrů míchacího zařízení Pro zadaný objem kapaliny určíme hlavní rozměry nádoby, obvykle volíme výšku hladiny rovnou průměru nádoby, tj. H T. Podle fyzikálních vlastností kapaliny (nejdůležitější je viskozita) a účelu míchání zvolíme vhodný typ míchadla. Průměr zvoleného míchadla určíme tak, aby poměr průměru nádoby k průměru T / d míchadla, tj., byl pro daný typ míchadla v doporučovaných. Frekvence otáčení míchadla závisí na účelu míchání, popř. na dalších technologických požadavcích. Tak např. míchadlo pro suspendaci pevné fáze musí mít frekvenci otáčení větší než je frekvence otáčení, dostačující k dosažení stavu vznosu. Někdy je maximální dovolená hodnota frekvence otáčení míchadla omezena technologickými podmínkami, např. požadavkem, aby nedocházelo k poškozování mikroorganismů při fermentaci, k rozbíjení krystalů při krystalizaci apod. V některých případech mohou pro orientační určení frekvence otáčení posloužit doporučované hodnoty specifického příkonu ( = P/V), který se např. u standardních míchacích zařízení s rychloběžnými míchadly pohybuje v rozmezí od 150 do 590 Wm -3. U zařízení s pomaloběžnými míchadly se hodnota P/V pohybuje v rozsahu od 600 do 1500 Wm -3.

Provedení míchacích zařízení s rotačním míchadlem

Míchací zařízení s přímým pohonem elektromotorem 1 elektromotor, ložiskové těleso hřídele, 3 nádoba, 4 míchadlo, 5 pevná spojka, 6 hřídel, 7 ložisko, 8 - ucpávka

Horizontální míchací ústrojí s převodem klínovými řemeny

Opotřebení rotačních míchadel

Vliv materiálu lopatek míchadla na jejich erozivní opotřebení Al 99,8 (HV 34) Al 99,5 (HV 40) CuZn37 (HV 74) C10E (HV 11) X5CrNi18-10 (HV 194) Ukázka lopatek míchadla vyrobených z jednotlivých testovaných materiálů po 0ti hodinovém opotřebení.