11 Смешение материалов

2021-03-09 СтудИзба

11.смешение  материалов.

Назначение и общие  положения.

В целях  получения  качественных изделий в химических производствах необходимо тщательно выполнять процесс  смещения различных материалов, получив с наименьшими затратами  гомогенную  смесь .

При двухкомпонентном  смешивании больший  по  объему компонент называют основным, меньший – ключевым.Смешение  может выполнятся периодически и непрерывно.

Критерии смешивания и кинетика  процесса.

Самопроизвольное  смешивание в газах , жидкостях происходит  за  счет диффузии .Для  ускорения процесса применяют,  в основном , механические  устройства,смесители.

При  составлении математического описания  смешиваемой  среды  используют типовые модели движущихся потоков ,которые разработаны для  непрерывных процессов  : идеального  перемешивания, идеального  вытеснения, диффузионные, ячеечные, комбинированные.

Соответственно модели математическое  описание процесса позволяет установить связь между концентрацией ключевого компонента в смеси, временем процесса, кинематическими и геометрическими характеристиками смесителей

Концентрация ключевого компонента – величина случайная, поэтому большинство методик, используемых для оценки качества смеси, основано на приемах статистического анализа.

Рекомендуемые файлы

В отечественной практике используется коэффициент вариации, называемый в данном случае коэффициентом неоднородности смеси. С уменьшением коэффициента неоднородности качество смеси возрастает.

Кинетика процесса периодического смешения может быть представлена графической зависимостью коэффициента неоднородности от времени смешения (Рассмотреть кривую смешения и проанализировать характерных участков). По кривой смешения можно установить требуемую длительность процесса.

Смешение жидких и сыпучих материалов.

В используемых в производстве смесителях создается принудительное движение смешиваемых компонентов.

Для смешения жидкостей широко используют мешалки лопастные, якорные, рамные, турбинные, пропеллерные.

Рабочий орган мешалки создает в цилиндрической емкости два вихря. Частицы смеси в каждом из вихрей перемещаются с разными скоростями. Центральный вихрь называется статическим. Его частицы движутся с одинаковой угловой скоростью относительно оси мешалки. В наружном, динамическом вихре, окружная скорость частиц изменяется от Vmax до 0 по направлению от центра емкости к стенке. В динамическом вихре образуются также вихри вторичной циркуляции. Они являются важными факторами интенсивности перемешивания. Наиболее эффективным режимом смешения является турбулентный режим движения среды, определяемый числом Рейнольдса Re ³ Reкр.

Смешений сыпучих и порошкообразных сред выполняют в барабанных, скоростных, пневматических смесителях. Наиболее массовые смесители – барабанные. Их недостаток – большая длительность цикла смешивания.. Более эффективны скоростные смесители, в которых используется псевдоожижение среды быстровращающимся ротором (рассмотреть схемы).

 Смешение вязкотекучих материалов происходит под действием напряжения сдвига, в результате чего толщина образованных слоев уменьшается до размеров смешиваемых частиц (рассмотреть схему смешения).

Величина требуемой нагрузки для обеспечения смешения определяется напряжениями сдвига, зависящими от скорости сдвига (рассмотреть уравнения).

Смешение вязкотекучих материалов может осуществляться с помощью смесителей периодического действия (вальцы, резиносмесители) или непрерывного действия (червячные).

Лекция "Туристско-прикладные многоборья как вид спорта, входящий в систему спортивного туризма в Республике Беларусь" также может быть Вам полезна.

Смешение на вальцах  происходит благодаря развивающимся в зазоре скоростям и напряжениям сдвига (рассмотреть схему поведения материала в зазоре валков). В ходе процесса повышается температура смеси. Недостаток смешения на вальцах – отсутствие продольного смещения смеси на валках, что является причиной неоднородности смеси. Для качественного смешения необходимо контролировать температуру, время, зазор между валками.

В производстве резин широко используются закрытые роторные смесители периодического действия (резиносмесители). (Рассмотреть схему рабочей зоны, достинства и недостатки).

Устранить некоторые недостатки периодического смешения позволяют смесители непрерывного действия. Принципиальной особенностью этого смесителя является червяк, обеспечивающий транспортирование смеси с одновременным созданием сдвиговых деформаций. Различия в конструктивных особенностях червячных смесителей обусловлены стремлением создать завихрения движущегося потока смешиваемого материала. (Рассмотреть схемы рабочей зоны червячных смесителей.) 

   ЛИТ[2,9]

Свежие статьи
Популярно сейчас