MIESZANIE

Mieszanie jest operacją którą stosuje się powszechnie w procesach technologicznych w celu równomiernego rozmieszczenia składników między sobą w fazie stałej ciekłej lub gazowej; intensyfikacji procesów wymiany ciepła i masy.

Ćwiczenie polega na wyznaczeniu krzywej mocy mieszania cieczy w zależności od wielkości i typu zastosowanego mieszadła oraz prędkości obrotowej mieszadła.

Stanowisko pomiarowe składa się z :

- cylindrycznego zbiornika na metalowej ramie wypełnionego wodą

- zespołu napędowego (silnika) umieszczonego na pokrywie cylindra

- cyfrowego obrotomierza

- regulatora prędkości obrotów

- dynamometra sprężynowego połączonego z zespołem napędowym za pomocą linki

- mieszadeł o różnych średnicach

Przebieg ćwiczenia:

Na wał obrotowy zakładamy mieszadło, umieszczamy pokrywe z układem napędowym na zbiorniku wypełnionym wodą. Zaczepiamy sprężynkę dynamometru na układzie napędowym następnie ustawiamy drążek dynamometru tak aby wskaźnik siły zrównał się z poziomem białej kreski bazowej na ramie. Włączamy urządzenie i zwiększamy prędkość obrotów do 100 obr/min zapisując siłę jaką wskazuje dynamometr przy tej prędkości i ewentualne obserwacje. Podobne pomiary dokonujemy dla prędkości 200 i 300 obr/min. Zmniejszamy obroty do zera, odczepiamy dynamometr od zespołu napędowego. Zdejmujemy pokrywe ze zbiornika umieszczając ją na metalowym stelażu, zdejmujemy mieszadło i zamieniamy je na mieszadło o większej średnicy. Zakładamy pokrywe na zbiornik i postępujemy tak samo jak w poprzednim przypadku. Na ćwiczeniach robiliśmy pomiary dla trzech różnych średnic mieszadeł oraz dla mieszadła śrubowego. Pomiary i obliczenia przedstawia tabela.

Średnica ałkowita mieszadła d [mm]	wymiary łopatek mieszadła axb [mm]	Prędkośc obrotowa mieszadła n [obr./min]	Siła na dynamom etrze F [N]	Prędkość kątowa mieszadła 2πn/60 ω [1/s]	Moment skecający na wale Fx0,11 M [Nm]	Moc mieszania Mxω P [W]	Parametr wymiar mieszaln d/D
Z przegrodami
90	2,5x3,5	100	0,7	10,47	0,08	0,81	0,8
		2,5x3,5	200	1,1	20,94	0,12	2,53	0,8
		2,5x3,5	300	1,9	31,42	0,21	6,57	0,8
	115	2,5x3,5	100	0,4	10,47	0,04	0,46	1,04
		2,5x3,5	200	1,5	20,94	0,17	3,46	1,04
		2,5x3,5	300	2,7	31,42	0,30	9,33	1,04
	145	2,5x3,5	100	1,7	10,47	0,19	1,96	1,31
		2,5x3,5	200	3,3	20,94	0,36	7,60	1,31
		2,5x3,5	300	6	31,42	0,66	20,73	1,31
	śruba		100	0,1	10,47	0,01	0,12	0,3
				200	0,3	20,94	0,03	0,69	0,3
				300	0,6	31,42	0,07	2,07	0,3
Bez przegród
90	2,5x3,5	100	0,2	10,47	0,02	0,23	0,8
		2,5x3,5	200	0,6	20,94	0,07	1,38	0,8
		2,5x3,5	300	0,8	31,42	0,09	2,76	0,8
	115	2,5x3,5	100	0,5	10,47	0,06	0,58	1,04
		2,5x3,5	200	0,8	20,94	0,09	1,84	1,04
		2,5x3,5	300	1,15	31,42	0,13	3,97	1,04
	145	2,5x3,5	100	0,55	10,47	0,06	0,63	1,31
		2,5x3,5	200	1	20,94	0,11	2,30	1,31
		2,5x3,5	300	1,45	31,42	0,16	5,01	1,31
	Śruba		100	0,1	10,47	0,01	0,12	0,3
				200	0,3	20,94	0,03	0,69	0,3
				300	0,4	31,42	0,04	1,38	0,3

Wnioski:

W zależności od prędkości obrotowej mieszadła, rodzaju mieszadła oraz od „kształtu” zbiornika możemy zauważyć różne intensywności mieszania lub ich brak. W zbiorniku bez przegrody przy prędkości obrotowej 100 obr./min materiał wiruje wraz z mieszadłem lekko podnosząc się z dna, przy wyższych prędkościach (200-300 obr./min) obserwujemy napowietrzanie i słabe mieszanie w środkowej części zbiornika. Przy mieszaniu składników w zbiorniku z przegrodami odczytujemy większą siłę na dynamometrze a co za tym idzie większą moc mieszania. Z zauważamy ze materiał przy prędkości obrotowej 100 obr./min praktycznie się nie miesza natomiast przy wyższych prędkościach miesza się bardzo dobrze w przeciwieństwie do materiału w zbiorniku z zastosowaną przegrodą. Dla lepszego mieszania stosujemy przegrodu.

---