Перемешивающее устройство Советский патент 1987 года по МПК B01F7/28 

к осям струй. Цель достигается за счет выполнения направляющего устройства двуступенчатым, выполнения радиальных каналов первой ступени напротив клинообразных перегородок двойных каналов второй ступени, на- .правленных в одну сторону, размещения первой и второй ступеней с радиальным зазором. В последнем размещены перегородки, установленные напротив параллельных перемычек,разделяющих скрещивающиеся каналы, на

Изобретение относится к смесительной технике и может быть использовано в химической промьш1ленности для проведения процессов перемешивания, гомогенизации вжидкотекучих средах, в частности, при производстве фотографических материалов.

Цель изобретения - интенсификация процесса перемешивания путем взаимодействия скрещивающихся двойных стру между собой.

На фиг,1 изображено перемешивающее устройство, общий вид; на фиг.2 сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг,2; на фиг.4 - сечение В-В на фиг.2; на фиг.5 - схема взаимодействукнцих струй; на фиг,6 - часть направляющего аппарата с взаимодействующими соседними струями.

Устройство содержит емкость 1, в которой размещены статор 2 и ротор 3 в виде набора концентричных чередующихся . цилиндров 4 ri 5 с прорезями 6. Концентрично статору и ротору разме- щего направляющее устройство в виде цилиндра 7 с расположен- ными по его периметру скрещивающимися каналами 8 и 9, разделенными перемычками 10. Направляющее устройство снабжено внутренним цилиндром 11 с радиальными каналами 12 в стенке и параллельными центральной оси цилиндра наружными радиальными перегородками 13, а также клинообразными перегородками 14, размещенными посе- редине скрещивающихся каналов наружного цилиндра параллельно его оси. При зтом радиальные каналы 12 рас

правленные в разные стороны, навстречу друг другу, при этом они от- друг от друга на расстоянии (0,9-1,5). (ctgoi+ ctg), а ширина параллельных перемычек между скрещивающимися каналами составляет (0,3-1,5)Ь, где b S/b; b - минимальный размер (ширина) канала; S - шаг канала; ot и /3 - углы наклона скрещивающихся каналов к нормали боковой наружной поверхности направляющего устройства. 6 ил.

5

5 5

0

0

положены 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 (0,9 - 1,5) х X (ctgo6+ ctgfl), .где b - ширина канала; S - шаг; об и - углы наклона скрещивающихся каналов к нормали наружной поверхности наружного цилиндра.

Устройство работает следующим образом.

Перемешиваемая жидкость из емкости i 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, протеканлцие в жидкой среде. Истечение жидкости

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 об и j 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 стру двигающиеся в разных направлениях, расширяясь на некотором расстоянии от направляющего устройства Хр , начинают взаимодействовать друг с дру- гом граничными областями.

Взаимодействие границ параллельных струй, истекающих в затопленное пространство, начинается с расстояния Хо Ь-(0,9-1,5), где , S - шаг каналов 8 и 9, а Ъ - ширина этих каналов. Таким образом, истекая под различными углами оС и , струи начнут взаимодействовать, если каналы будут отстоять друг относительно друга по высоте на расстоянии

(0,9-1,5) X (ctgo6+ ctg).

При этом на их границах возникают касательные напряжения о и Та , приводящие к дополнительному движе- нию жидкости на границах струй, обращенных друг к другу. Из-за пульсации скорости в двух соседних взаимодействующих струях, возникающих из-за появления пульсационной сое- тавляющей скорости V (),. где W - мгновенная скорость струи в точке, W - средняя (постоянная составляющая скорости). У двух соседних

взаимодействующих струй в фИКСИрО-

ванный момент времени скорости будут различны (на границах, т.е. в области их взаимодействия). Одна струя будет иметь скорость, например, W W + V , а другая wl W-V . В этом случае W W,j и струя ей будет воздействовать на струю / , вызывая на границе струи касательные напряжения Т,л, которые .выражаются как

(ЭУ .

9у

р- 1 (- ) . (О где 1 - длина пути перемешивания при переносе количества движения у - расстояние от оси струи до

указанного слоя жидкости, р - плотность жидкости. Величина А, вьфажающая коэффициент турбулентного перемешивания, принимает вид

А р- V 1.

Из (1) определяют длину перемешивания

Л

Ч1

av .2

с ростом ( растет и 1, что приводит к увеличению А коэффициента турбулентного перемешивания, а также и коэффициента турбулентной диффузии DT, который равен , где W - абсолютное отклонение скорости от среднего значения.

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

Формула изобретения Перемешивающее устройство, содержащее статор и ротор в виде набора концентричных чередующихся цилиндров с прорезями с направлякщим устройством в виде наружного цилиндра с расположенными по его периметру скрещи- ваклцимися каналами, разделенными перемычками, отличающееся тем, что, с целью интенсификации процесса перемешивания путем взаимодействия скрещивающихся двойных струй между собой, направляющее устройство снабжено внутренним цилиндром с радиальными каналами в стенке и параллельными центральной оси гщлиндра 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, разделяйщих скрещивающиеся каналы, направленные навстречу друг другу, расстояние между которыми Н, измеренное по образующей наружного цилиндра, составляет

(0,9-1,5). (ctgoi+ctg), где b - ширина канала; S - шаг;

И

углы наклона скрещивающихся каналов к нормали наружной поверхности наруткного цилиндра,

Изобретение относится к хими- 4ecKObfy машиностроению и может быть использовано в химической проьЕлппен- ности 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

/f-/f

5 Фиг. 2

/«

ff-S

Г

8

В- в

1

W

т

Фиг. 5

Фиг.

Фиг. 5

Фи9.б

Редактор А.Козориз

Составитель Н.Федорова

Техред И.Попович Корректоры, Король

Заказ 4001/10 Тираж 564Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д.4/5

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