CHƯƠNG 10. BỔ SUNG TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH TRỘN

Cánh khuấy tuabin Hiệu suất khuấy cao, các cánh khuấy có thể được gắn vào đĩa bằng cách hàn hoặc bắt bulong.. Cánh khuấy chân vịt Đây là loại cánh khuấy cho hiệu suất cao nhất trong t

Chapter 10_bổ sung

Quá trình khuấy trộn

1

Bể trộn

2

Bể tạo bông

3

Bể tạo bông vách ngăn

4

Bể tạo bông cơ khí

5

Các loại cánh khuấy

6

1 Cánh khuấy tuabin

Hiệu suất khuấy cao, các cánh khuấy có thể

được gắn vào đĩa bằng cách hàn hoặc bắt

bulong

Số vòng quay có thể đạt đến 1500 vòng/phút

Tỉ số giữa đường kính cánh khuấy (dk) so với đường kính thiết bị (D) trong khoảng 0,15 đến 0,25 Tỉ số giữa đường kính cánh khuấy (dk) so với chiều cao cánh khuấy (h) là 0,66 Khoảng cách từ mặt dưới cánh khuấy tới đáy thiết bị là 0,4.dk

Ứng dụng:

Hòa tan nhũ tương hóa các chất lỏng, huyền

phù hóa với nồng độ tới 80%, huyền phù hóa với nồng độ tới 80%, huyền phù hóa các dạng vật liệu sợi với nồng độ tới 5% Khuấy đảo các hạt rắn có nồng độ tới 60% và kích thước hạt đến 1,5 mm San bằng nhiệt độ chất lỏng,

khuấy trộn các chất lỏng nhớt

Cánh khuấy bản

7

3 Cánh khuấy chân vịt

Đây là loại cánh khuấy cho hiệu suất cao nhất trong trường hợp cần dòng lỏng tuần hoàn trong thiết bị khi chi phí năng lượng nhỏ nhất Cho dòng lỏng chiều trục do hiệu ứng bơm cho nên chúng dễ dàng nâng các phần tử rắn từ đáy lên và dùng để tạo huyền phù với đường kính hạt rắn 0,1 - 0,5 mm và nồng độ tới 10%

Là cánh khuấy được sử dụng để phân tán chất khí vào lỏng Tỉ lệ dk/D = 1/4 - 1/3 Số vòng quay là 6 - 15 m/s

Ứng dụng:

Hòa tan nhũ tương hóa các chất lỏng huyền phù hóa với nồng độ hạt rắn tới 50%, khuấy đảo bùn có nồng độ hạt rắn tới 10% và kích thước hạt tới 0,1%, khuấy các vật lieu sợi, san bằng nhiệt độ, tăng cường quá trình trao đổi

nhiệt

Cánh khuấy chân vịt

Cánh khuấy tốc độ chậm

 Mỏ neo

 Cánh khuấy khung

 Cánh khuấy vít

Cánh khuấy

 Dòng chuyển động quanh cánh khuấy: theo phương tiếp tuyến (mái chèo), phương bán kính, phương trục (chân vịt)

 Dòng hướng trục (chân vịt): tăng tác dụng

cánh khuấy

 Dòng bán kính(tuabin): tăng khả năng truyền nhiệt

 Thanh chắn, vòng cản: tạo tất cả các dòng

Khuấy trộn trong TB XL môi trường

12

Khuấy trộn

trong TB

môi trường

13

Đánh giá quá trình khuấy

 Đặc trưng quá trình khuấy là cường độ khuấy và năng lượng tiêu hao

 Các yếu tố cần quan tâm

Hiện tượng tạo phễu

 Khí từ phễu xâm nhập vào môi trường lỏng, giảm hiệu quả quá trình

 Cánh khuấy chịu tác dụng của lực phu làm tăng công suất

Hiện tượng tạo phễu

16

17

Tính năng lượng khuấy trộn

Rotational mixer

 Kích thước bể <= thời gian lưu

 Năng lượng khuấy trộn

Re < 10

Re >10,000

18

19

Hiệu quả khuấy trộn

20

Gradient vận tốc G càng nhỏ thì kích thước bông tụ càng lớn & ngược lại

Tuy nhiên nếu thời gian khuấy lớn thì các bông sẽ bị vỡ, do đó Gt phải nằm trong khoảng tối ưu

Đường kính cánh khuấy

 Năng lượng truyền của một cánh khuấy:

Ap: tiết diện cánh khuấy (theo phương quay)

vp: vận tốc tiếp tuyến cánh khuấy (m/s), với vp= rp; : radiant vận tốc (rad/s)=2n

CD: hệ số ma sát, phụ thuộc vào Re và đường kính cánh khuấy

Nếu Re = 105:

21

Thời gian lưu quá trình keo

tụ

22

Best floc size 0.1 to 3 mm

23

Bể keo tụ - tạo

bông

Khuấy trộn bằng sục khí

24

 Số lượng bọt khí được tính bằng thể tích dòng khí sục vào thiết bị / thể tích một bọt khí:

Qi: lưu lượng thể tích khí sục vào thiết bị

Pi, Pa: áp suất khí ở vòi phun và áp suất khí quyển

t0: thời gian sục khí

Vbo: thể tích trung bình bọt khí ở đầu phun

 Năng lượng khuấy trộn phụ thuộc vào số lượng bọt khí được hình thành

25

Khuấy trộn bằng sục khí

Lực tương tác lên một bọt khí

26

Thể tích bọt khí thay đổi theo chiều cao

27

Khuấy trộn bằng sục khí

Khuấy trộn bằng sục khí

 VD 2: Thể tích bình khuấy trộn bằng sục khí trong hệ bể keo tụ tạo bông có thể tích là 6.28m3 Năng lượng cần khuấy trộn là

3.24hp

(a) Tính gradient vận tốc G và thời gian cần thiết

(b) Giả sử lượng khí cần cung cấp là 1.12m3 trong 1 m3 nước với

thời gian lưu là 2,2 phút Tính áp suất của không khí qua đĩa

phân phối khí Khoảng cách từ đĩa phân phối khí đến mặt thoáng

là 2m Nhiệt độ nước là 250C

28

Bài tập

29

1 Cánh khuấy tuabin 6 cánh cong đường kính 61cm được lắp đặt

trong bể khuấy trộn phèn nhôm đường kính 2m Cánh khuấy đặt

cách đáy bể 60cm Chiều cao mực nước là 2m Nhiệt độ nước là

250C, cánh khuấy quay với tốc độ 100rpm (v / phut ) Tính năng

lượng tiêu thụ

2 Tính lại bài toán trên cho các loại cánh khuấy sau và so sách

năng lượng tiêu thụ giữa các loại cánh khuấy

(a) Shrouded turbin 6 cánh

4 Tính thời gian cần thiết cho quá trình khuấy trộn và lưu lượng dòng

nước phù hợp để quá trình khuấy trộn đạt hiệu quả

Bài tập

30

5 Bể khuấy trộn phèn có đường kính 2m, mực nước cao 2m

Gradient vận tốc trung bình là 950s- Tính năng lượng khuấy trộn

cần thiết và vận tốc dòng chảy để quá trình khuấy trộn có hiệu

quả