Глава VI

ПЕРЕМЕШИВАНИЕ В ЖИДКИХ СРЕДАХ 1« Общие сведения

Перемешивание в жидких средах широко применяется в химической промышленности для приготовления эмульсий, суспензий и получения гомогенных систем (растворов), а также для интенсификации химических, тепловых и диффузионных процессов. В последнем случае перемешивание осуществляют непосредственно в предназначенных для проведения этих процессов аппаратах, снабженных перемешивающими устройствами.

Цель перемешивания определяется назначением процесса. При при­готовлении эмульсий для интенсивного дробления дисперсной фазы необ­ходимо создавать в перемешиваемой среде значительные срезающие усилия, зависящие от градиента скорости. В тех зонах аппарата, где градиент скорости жидкости имеет наибольшее значение, происходит наиболее интенсивное дробление диспергируемой фазы,

В случае гомогенизации, приготовления суспензий, нагревания или охлаждения перемериваемой гомогенной среды целью перемешивания является снижение концентрационных или температурных градиентов в объеме аппарата.

При использовании перемешивания для интенсификации химических, тепловых и диффузионных процессов в гетерогенных системах создаются лучшие условия для подвода вещества в зону реакции, к границе раз­дела фаз или к поверхности теплообмена.

Увеличение степени турбулентности системы, достигаемое при пере­мешивании, приводит к уменьшению толщины пограничного слоя, уве­личению и непрерывному обновлению поверхности взаимодействующих фаз. Это вызывает существенное ускорение процессов тепло- и массо- обмена.

Перемешивание применяют в процессах абсорбции, выпаривания, экстрагирования и других процессах химической технологии.

Способы перемешивания. Способы перемешивания и выбор аппарату­ры для его проведения определяются целью перемешивания и агрегатным состоянием перемешиваемых материалов. Широкое распространение в хи­мической промышленности получили процессы перемешивания в жидких средах.

Независимо от того, какая среда смешивается с жидкостью — газ, жидкость или твердое сыпучее вещество,— различают два основных спо­соба перемешивания в жидких средах: механический (с помощью мешалок различных конструкций) и пневматический (сжатым воздухом или инертным газом). Кроме того, применяют перемешивание в трубопроводах и перемешивание с помощью сопел и насосов.

Смешивание твердых сыпучих материалов является скорее механиче­ским, чем гидродинамическим процессом. Вследствие этого основные закономерности процесса, а также аппаратура, применяемая для сме­шивания, будут рассмотрены в главе XX,