Перемешивающее устройство

Перемешивающее устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к хими- 4ecKObfy машиностроению и может быть использовано в химической проьЕлппенности для проведения массообменных процессов в жидких средах. Целью изобретеиия является интенсификация процесса перемешивания за счет взаимодействия скрещивающихся двойных струй, создания на их границах, обращенных друг к другу, касательных напряжений, направленных под углом / (Л со со ел со (риг 1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (и) (594 В 01 F

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСИОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3928893/23-26 (22) 12.07.85 (46) 07.09.87. Бюл. 1(33 (71) Казанский научно-исследовательский, технологический и проектный институт химико-фотографической промьппленности (72) В.N.Ôîìèí, P.Ш.Аюпов, Л.H.Ñåìåнюк, А.Д.Аралов и Б.А.Воробьев (53) 66.063(088.8) (56) Патент ФРГ У 821200„ кл. 12 е 4/50, 1951. (54) ПЕРЕМЕПИ4ВАМЩЕЕ: СТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к химическому мааиностроеиию и монет быть использовано в химической промапленности для проведения массообменных процессов в ззщких средах. Целью изобретения является интенсификация процесса перемешивания за счет взаимодействия скрещиваюн(ихся двойных струй, создания на.их границах, об- ращенных друг к другу, касательных напряжений, направленных под углом

133531 к осям струй. Цель достигается за счет выполнения направляющего устройства двуступенчатым, выполнения радиальных каналов первой ступени напротив клинообразных перегородок двойных каналов второй ступени, направленных в одну сторону, размещения первой и второй ступеней с радиальным зазором. В последнем размещены перегородки, установленные напротив параллельных перемычек,разделяющих скрещивающиеся каналы, направленные в разные стороны, навстречу друг другу, при этом они отстоят друг от yra на расстоянии

H=b ° (0,9-1,5) (ctgoL + ctg 3), а ширина параллельных перемычек между скрещивающимися каналами составляет (0,3-1,5)Ь, где Ь = S/Ь; Ь вЂ” минимальный размер (ширина) канала, S—

mar канала; g и /3 — углы наклона скрещивающихся каналов к нормали боковой наружной поЬерхности направляющего устройства. 6 ил.

Изобретение относится к смесительной технике и может быть использовано в химической промышленности для проведения процессов перемешивания, гомогенизации вжидкотекучих средах, 6 в частности, при производстве фотографических материалов.

Цель изобретения — интенсификация процесса перемешивания путем взаимодействия скрещивающихся двойных струй между собой.

На фиг.1 изображено перемешивающее устройство, общий вид; на фиг.2— сечение А-А на фиг.! на фиг.3 - се° j °

15 чение Б-Б на фиг.2; на фиг.4 — сечение В- В на фиг.2; на фиг.5 — схема взаимодействующих струй; на фиг.6— часть направляющего аппарата с взаимодействующими соседними струями.

Устройство содержит емкость 1, в

20 которой размещены статор 2 и ротор 3 в виде набора концентричных чередующихся цилиндров 4 И 5 с прорезями 6.

Концентрично статору и РотоРу Размещего направляющее устройство в виде наружного цилиндра 7 с расположен- . ными по его периметру скрещивающими" ся каналами 8 и 9, разделенными перемычками 10. Направляющее устройство снабжено внутренним цилиндром ll с радиальными каналами 12 в стенке и параллельными центральной оси цилиндра наружными радиальными перегородками 13, а также клинообразными перегородками 14, размещенными посередине скрещивающихся каналов наружного цилиндра параллельно его оси.

При этом радиальные каналы 12 расположены напротив клинообразных перегородок 14, а радиальные перегородки

13 — напротив перемычек 10 разделяющих скрещивающиеся каналы, направленные навстречу друг другу. Расстояние между скрещивающимися каналами, измеренное по образующей наружного цилиндра, составляет Н=Ь (0,9 — 1,5) х х (ctga + ctgP), где b=S/b; Ь вЂ” ширина канала; S — шаг; g и — углы наклона скрещивающихся каналов к нормали наружной поверхности наружного цилиндра.

Устройство работает следующим образом.

Перемешиваемая жидкость из емкости 1 поступает через входные отверстия 15 в полость внутреннего цилиндра 4 статора 2. Под действием центробежной силы жидкость движется через прорези 6 в радиальном направлении, интенсивно перемешиваясь. Далее жидкость попадает в направляющее устройство и через радиальные каналы 12 попадает в полости, образуемые радиальными перегородками 13. Из. этих полостей она истекает в емкость 1 через двойные скрещивающиеся каналы

8 и 9, разделенные клинообразными перегородками 14. В этой области при попеременном увеличении скорости то в одном, то в другом канале возникают акустические колебания в движущейся жидкости благодаря тому, что каналы разделены клинообразными перегородками. Эти колебания интенсифицируют массообменные процессы, протекающие в жидкой среде. Истечение жидкости

1335316 из устройства в затопленное пространство представляет собой струйное течение системы струй, направленных в разные стороны в осевом направлении. В радиальном же направлении . имеет место течение двух струй, параллельных между собой, имеющих углы наклона и Р к нормали боковой поверхности наружного цилиндра 7.

Таким образом, имеет место движение пары струй, направленных в разные стороны в осевом сечении и параллельных в радиальном сечении.Две соседние парные струи, разделенные клинообразными перегородками 14 в радиальном направлении, расходятся, удаляясь друг от друга по мере удаления от направляющего устройства.

Параллельные между собой парные струи, двигающиеся в разных направлениях, расширяясь на некотором расстоянии от направляющего устройства Х, начинают взаимодействовать друг с другом граничными областями.

Взаимодействие границ параллельных струй, истекающих в затопленное пространство, начинается с расстояния Х„ = Ь .(0,9-1,5), где b=S/Ь, S— шаг каналов 8 и 9, а Ь вЂ” ширина этих каналов. Таким образом, истекая под различными углами о и Р струи начнут взаимодействовать, если каналы будут отстоять друг относительно друга по высоте на расстоянии

Н=Ь (0,9-1,5) х (ctg g+ ctgP) .

При этом на их границах возникают касательные напряжения и Г

Ы /3 приводящие к дополнительному движению жидкости на границах струй, обращенных друг к другу. Из-за пульсации скорости в двух соседних взаимодействующих струях, возникающих из-за появления пульсационной составляющей скорости Ч (W =W + V ),. ! где W — мгновенная скорость струи в точке, W — - средняя (постоянная составляющая скорости). У двух соседних взаимодействующих струй в фиксированный момент времени скорости будут различны (на границах, т,е. в области их взаимодействия). Одна струя буl дет иметь скорость, например, W =

l f

W + V, а другая W =W V . В этом р случае W< > W и струя будет воздействовать на струю P, вызывая на границе струи В касательные напряжения Г„р, которые выражаются как л- 1 (— )

ЭЧ

Г ду (1) где 1 — длина пути перемешивания при

5 переносе количества движения; у — расстояние от оси струи до указанного слоя жидкости, — плотность жидкости.

Величина А, выражающая коэффициент турбулентного перемешивания, принимает вид

А =() ° V 1.

Из (1) определяют длину перемешивания

С ростом растет и 1, что приводит к увеличению А коэффициента турбулентного перемешивания, а также и коэффициента турбулентной диффузии (!

П,, который равен D =1 W e W абсолютное отклонение скорости от

Zg среднего значения.

Таким образом, путем взаимодействия скрещивающихся двойных струй между собой интенсифицируется процесс перемешивания, что приводит к снижению времени и энергозатрат.

Формула изобр етения

Перемешивающее устройство, содержащее статор и ротор в виде набора концентричных чередующихся цилиндров с прорезями с направляющим устройством в виде наружного цилиндра с расположенными по его периметру скрещивающимися каналами, разделенными пе40 ремычками, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью интенсификации процесса перемешивания путем взаимодействия скрещивающихся двойных струй между собой, направляющее устройст45 Bo снабжено внутренним цилиндром с радиальными каналами в стенке и параллельными центральной оси цилиндра наружными радиальными перегородками, клинообразными перегородками, размещенными посередине скрещивающихся каналов наружного цилиндра параллельно его оси, при этом радиальные каналы расположены напротив клинообразных перегородок, а радиальные перегородки — напротив перемычек, разделяющих скрещивающиеся каналы, налравленные навстречу друг другу, расстояние между которыми Н, измеренное по образующей наружного цилиндра, составляет

)335316 (2

Фиг.2

Фиг. Я

Фиг. Ф г,5

Н=Ь (0,9-1,5) ° (ctgoL+ctg/Ь), где b S/b, b — ширина канала;

S — - шаг; и.и f3 — углы наклона скрещивающихся каналов к нормали наружной поверхности наружного пилиндра, 1335316

Составитель Н.Федорова

Редактор А.Козориз Техред И.Попович Корректор Н, Король

Заказ 4001/10 Тирам 564 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,г.ултород,ул.Проектная, 4