2015-08-21
4288
Перемешивание сжатым газом является малоинтенсивным процессом. Расход энергии при пневматическом перемешивании больше, чем при механическом.
Перемешивание сжатым газом проводят в аппаратах, снабженных специальными устройствами – барботером или центральной циркуляционной трубой. Барботер представляет собой расположенные по дну аппарата трубы с отверстиями, с помощью которых осуществляется барботаж газа через слой обрабатываемой жидкости. При циркуляционном (эрлифтном) перемешивании газ подают в циркуляционную трубу. Пузырьки газа увлекают за собой вверх по трубе жидкость, находящуюся в сосуде, которая затем опускается вниз в кольцевом пространстве между трубой и стенками аппарата, обеспечивая циркуляционное перемешивание жидкости.
При расчете пневматических мешалок определяют необходимое давление и расход газа. Давление газа рассчитывается с помощью уравнения Бернулли
, (11.37)
где h – высота столба перемешиваемой жидкости, м; v – скорость воздуха в трубе { v = 20…40 м/с); rж и rг – плотность перемешиваемой жидкости и газа, кг/м3; 
– сумма коэффициентов местных сопротивлений; l – коэффициент трения; l и d –длина и диаметр трубы, м; р0 – давление над жидкостью в аппарате, Па.
Объемный расход газа V (м3/ч) определяется по эмпирической формуле
, (11.38)
где F – поверхность спокойной жидкости в аппарате, м2; р – давление воздуха, Па; k – опытный коэффициент (при слабом перемешивании k = 0,24…0,30; при малоинтенсивном k = 0,35…0,50 и интенсивном k = 0,45…0,60).
Перемешивание в трубопроводах является простейшим способом перемешивания жидкостей (капельных и газообразных), применяемым при транспортировании их по трубопроводам. Перемешивание в трубопроводе происходит под действием турбулентных пульсаций. Поэтому таким способом перемешивания можно пользоваться при условии, что течение турбулентно и трубопровод, по которому перекачиваются смешивающиеся жидкости, имеет длину, достаточную для обеспечения заданного среднего времени пребывания жидкости в трубопроводе. Часто для улучшения перемешивания жидкостей в трубопровод помещают специальные вставки, винтовые насадки или инжекторы.
Перемешивание с помощью сопел и насосов. Сопла в аппаратах применяют для перемешивания газообразных и капельных жидкостей – чаще всего циркуляционным способом.
Струя жидкости, вытекающая из сопла, передает за счет внутреннего трения часть своей кинетической энергии прилегающим слоям жидкости, приводя их в движение. В пространстве, которое занимали эти слои, возникает разрежение. Снижение давления заставляет жидкость подсасываться в эту часть пространства. Такая последовательность взаимодействия струи и находящейся в аппарате жидкости происходит непрерывно и многократно, обеспечивая перемешивание содержимого аппарата.
Сопла для капельных жидкостей применяют обычно совместно с циркуляционным насосом, который сообщает жидкости, подаваемой в сопло, необходимую кинетическую энергию. Как показывает опыт, кинетическая энергия струи будет использована наиболее эффективно при значениях отношения расстояниях от устья сопла к его диаметру x/d = 15…20. В некоторых случаях жидкости перемешивают, многократно перекачивая их через аппарат с помощью циркуляционного насоса без применения сопел.
