Перемешивание в жидких средах. Перемешивание материалов широко применяется в промышленности для интенсификации химических тепловых и массообменных процессов, а также для приготовления эмульсий и суспензий. Существует необходимость в смешивании сыпучих материалов, состоящих из частиц различного размера и смешении различных паст.
Перемешивание в гомогенных и гетерогенных системах приводит к увеличению скорости химических тепловых процессов в связи с увеличением турбулентности. При приготовлении растворов или суспензий, нагревание или охлаждение при перемешивании применяются с целью выравнивания температур и концентрации в объеме аппаратов, что также интенсифицируют происходящие процессы.
Способы перемешивания могут быть самыми различными – механические (с помощью мешалок), перемешивание сжатым воздухом (с помощью циркуляционных насосов).
При механическом перемешивании механическая энергия передается жидкости с помощью мешалки с закрепленной на вертикальном валу и служащей рабочим элементом аппарата – смесителя. По устройству лопастей разделяют лопастные, пропеллерные и турбинные мешалки.
Лопастные мешалки представляют собой устройство из двух или большего числа лопастей прямоугольной формы, закрепленных на вращающемся валу. Они перемешивают только те слои жидкости, которые находятся в непосредственной близости от лопастей. К лопастным относятся также якорные, рамные и листовые мешалки.
Рабочей частью пропеллерной мешалки служит пропеллер, который закреплен на оси мешалки. Наибольшее распространение получили мешалки с трех лопастными пропеллерами.
Турбинные мешалки имеют форму колес водяных турбин, с лопатками закрепленных на вертикальном валу. Эти мешалки обеспечивают интенсивное перемешивание во всем объеме аппарата и применяются для образования суспензии, растворение твердых материалов при проведении химической реакции.
Перемешиванием сжатым газом проводят в аппаратах, снабженных специальным устройством – барботером или центральной циркуляционной трубой.
Барботер представляет собой расположенные на дне трубы с отверстиями. Газ или воздух, выходя из отверстий в трубах, перемешивают жидкость в аппарате. В аппарате с циркуляционной трубой, газ подается в трубу, расположенную в средней части аппарата. Пузырьки газа поднимаясь увлекают за собой по трубе жидкость, находящуюся в сосуде. Поднявшись по вентиляционной трубе жидкость, опускается в низ в кольцевое пространство между трубой и стенками аппарата, обеспечивая циркуляционное перемешивание.