khuấy trộn chất lỏng bằng cơ khí

CHÀO MỪNG THẦY CÔ VÀ CÁC BẠN ĐẾN VỚI
BÀI THUYẾT TRÌNH CỦA NHÓM 6
THÀNH VIÊN NHÓM 6:

1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.

Lê Thị Thanh Xuyên
Nhữ Thị Hiền
Bùi Thị Kim Định
Nguyễn Thị Hải Yến
Trịnh Thị Huyền Trang
Nguyễn Thị Hồng Hạnh
Nguyễn Thị Ngân


CHƢƠNG 6: KHUẤY TRỘN CHẤT LỎNG
A. KHUẤY TRỘN CHẤT LỎNG BẰNG CƠ
KHÍ
B. KHUẤY TRỘN CHẤT LỎNG BẰNG
KHÍ NÉN


A. KHUẤY TRỘN CHẤT LỎNG BẰNG CƠ KHÍ
I. ĐỊNH NGHĨA VÀ KHÁI QUÁT
1. Định nghĩa

- Khuấy trộn chất lỏng bằng cơ khí có nghĩa quá trình khuấy
trộn đƣợc thực hiện nhờ cánh khuấy để trộn đều các loại chất
lỏng vào nhau với cƣờng độ và công suất thùy theo ngƣời sử
dụng từ đó là tăng năng suất của quá trình khuấy tiết kiệm thời
gian của quá trình trộn
- Máy trộn cơ khí là loại thiết bị cánh quạt hoặc chèo. Hơn một
bộ cánh quạt và cánh chèo có thể đƣợc cung cấp trên 1 trục.
- Máy trộn cơ khí thƣờng đƣợc xây dựng với 1 trục thẳng đứng
điều khiển bởi 1 bộ giảm tốc độ và động cơ điện.


2. Mục đích của khuấy trộn
- Thực hiện các quá trình thủy cơ: tạo nhũ tƣơng, đồng hóa,
hòa tan.
- Thực hiện quá trình trao đổi nhiệt: kết tinh, hấp thụ, điện
phân.
- Thực hiện quá trình nhiệt: cô đặc, đun nóng, làm nguội.
- Việc khuấy trộn trở nên đa dạng với nhiều dung dịch
khuấy khác nhau, và tùy loại độ nhớt, thể tích cần khuấy,
hình dạng thùng mà ta có những phƣơng pháp khuấy khac
nhau.


3. Đặc điểm hoạt động
- Khuấy trộn cơ khí dùng năng lƣợng của cánh khuấy
chuyển động trong nƣớc tạo ra sự xáo trộn của dòng
chảy. Năng lƣợng của cánh khuấy phụ thuộc đƣờng kính
bản cánh và tốc độ chuyển động của cánh.
- Khuấy trộn nhằm tăng khả năng phân tán lƣợng hóa chất
đƣợc đƣa vào nguồn nƣớc cần xử lí

- Đặc điểm của phƣơng pháp khuấy trộn cơ khí là:
+ Động cơ khuấy có công suất P= 0,2 – 11 KW
+ Năng lƣợng của cánh khuấy tạo ra dòng chảy rối.
Cánh khuấy đƣợc tạo ra theo nhiều kiểu khác nhau tùy
thuộc vào mục đích khuấy trộn.


4.Ứng dụng.
Là bộ phận trong trạm xử lý nƣớc thải.
Chúng ngăn cản sự kết tủa của các chất kết tủa trong bể điều hòa.
Sử dụng trong quá trình sinh hóa tại các nhà máy sử lý nƣớc thải.
Ngoài ra chúng còn đƣợc sử dụng trong công nghiệp, nông nghiệp và
hệ thống sử lý rác thải.
- Làm chất lỏng chuyển động, làm đồng nhất hóa các thành phần trong
chất lỏng, ngăn cản quá trình lắng, làm cho chất lỏng chuyển động theo
hƣớng mong muốn và khắc phục lực cản của dòng chảy trong những
buồng ngăn hở mƣơng nƣớc.
- Làm tăng hiệu quả quá trình vật lý và hóa học diễn ra trong chất lỏng,
đặc biệt với chất rắn và khí.
-


II. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
1. Nguyên lý hoạt động.
Nguyên lí hoạt động của khuấy trộn cơ khí là dùng
năng lƣợng cánh khuấy để tạo dòng chảy rối.

Hình 1: Sơ đồ bể trộn dùng cánh khuấy cơ khí

2. Các kiểu cánh khuấy trộn chính
2.1. Cánh khuấy turbine

khuấy turbine khi hoạt động thƣờng tạo ra dòng
chảy lƣỡng tâm là chuyển đƣờng từ cánh khuấy vào tâm.
Độ lớn của lực ly tâm phụ thuộc vào đƣờng kính cánh
khuấy và số vòng quay của nó. Loại này thƣờng dùng để
khuấy trộn chất lỏng có độ nhớt cao tới 80 Ns/m².
- Cánh

Hình 2: Cánh khuấy turbine và sơ đồ tạo tạo ra dòng chảy trong
thiết bị khuấy


-

Cấu tạo của cánh khuấy turbine
+ Bộ phận khuấy thƣờng đƣợc cấu tạo bởi 1 hay nhiều
turbine quay trên trục thẳng đứng
+ Mỗi turbine thƣờng có 4 đến 16 cánh.
+ Tùy thuộc vào tính chất cuả hỗn hợp lỏng ( đọ nhớt) và
mục đích khuấy trộn mà turbine ở dạng kín hay hở và cánh
turbine có thể thẳng, nghiêng hay cong.
- Loại turbine thẳng sẽ tạo dòng chảy tiếp tuyến và
hƣớng tâm.
- Loại turbine cánh nghiêng sẽ tạo dòng chảy hƣớng tâm và
hƣớng trục.
- Loại turbine cánh cong sẽ tạo dòng chảy tiếp tuyến và
hƣớng tâm khi khuấy trộn.

- Đặc điểm kĩ thuật:
+ Cánh khuấy tuabin 4 cánh, góc nghiêng 45 độ.
+ Tốc độ khuấy chậm,kiểu trục khuấy đồng trục động cơ.
+ Tốc độ khuấy: 100-200rpm.
+ Đƣờng kính cánh khuấy: 200-800mm.
+ Trục và cánh khuấy đƣợc lắp đặt rời nhau.

- Ứng dụng:
+ Dùng cho bể có thể tích từ 0,1-180m3
+ Khuấy trộn bể phản ứng keo tụ.
+ Khuấy trộn bồn pha hóa chất.
+ Khuấy trộn hệ thống sản xuất thực phẩm.
+ Khuấy trộn bể chống lắng bùn cặn.


- Ƣu điểm
+ Bộ phận cánh khuấy turbine tạo ra lực ly tâm nên làm
tang khả năng va đập giữa nguyên liệu và máy khuấy nên
các thành phần hỗn hợp dễ di chuyển vòa nhau hơn.
+ Trộn đƣợc chất lỏng có độ nhớt cao.

- Nhƣợc điểm:
+ Đòi hỏi động cơ có công suất lớn.


Hình 3: Các dạng cánh khuấy turbine
a, turbine cánh thẳng
b, turbine cánh nghiêng
c, turbine cánh cong hở

d, turbine cánh cong kín


2.2. Cánh khuấy chân vịt
- Tạo ra dòng chảy hƣớng trục bao gồm cả chuyển động
đi vào và đi ra khỏi cánh khuấy đều song song với trục
quay.

Hình 4: Sơ đồ tạo ra dòng chảy trong thiết bị khuấy
chân vịt và các loại cánh khuấy chân vịt


Hình 6: Trƣờng hợp bể khuấy trộn dung nhiều tầng chân vịt


- Đặc điểm kỹ thuật:
+ Số lƣợng cánh khuấy : 2-3 cánh.
+ Tốc độ khuấy chậm:70-130 vòng/phút.
+ Trục khuấy liên kết với chục bằng ống nối inox.
+ Trục và cánh khuấy làm bằng inox.

- Ứng dụng:
+ Khuấy bể phản ứng tạo bông keo tụ.
+ Khuấy bể điều chỉnh pH.
+ Khuấy bể cân bằng, bể khử Nito, khử photpho.


- Ƣu điểm: bộ phận khuấy chân vịt có thể tạo ra dòng
chảy hƣớng trục lớn nên có thể rút ngắn đƣợc thời gian
khuấy trộn

- Nhƣợc điểm: đòi hỏi cánh khuấy có độ bền cơ học cao


Hình 6: Một số loại cánh khuấy thực tế.


2.3. Cánh khuấy mái chèo.
- Dùng để hòa tan chất rắn có khối lƣợng không lớn, việc khuấy trộn tạo
ra thủy động lực cao. Tốc độ khuấy chậm, bề mặt cánh khuấy lớn hơn,
sử dụng phổ biến trong bể tạo bông.

Hình 7: Một số loại cánh khuấy mái chèo.


- Đặc điểm kỹ thuật:
+ Số lƣợng cánh khuấy: 2,3,4 cánh.
+ Khuấy cho bể keo tụ.
+ Trục khuấy liên kết trục động cơ bằng ống nối đồng trục.
+ Đƣờng kính cánh khuấy :800-1200mm.
+ Tốc độ 20-100vong/phút.

- Ứng dụng: Khuấy trộn bể keo tụ tạo bông.


2.3 Bộ phận khuấy cánh
- Cấu tạo: Bộ phận khuấy có các dạng: tấm, khung, dạng răng lƣợc
đƣợc lắp trên trục thẳng đứng hoặc nằm ngang

Hình 8: Bộ phận khuấy cánh

- Ƣu điểm:
+ Thƣờng tạo ra dòng chảy tiếp tuyến, tạo ra sự khuấy
đều cho hỗn hợp.

- Nhƣợc điểm:
+ Sự khuấy trộn chất lỏng chỉ phát sinh theo đƣờng
viền của cánh khuấy do xoáy, còn theo chiều dọc trục
và hƣớng tâm là không đáng kể, lực cản cánh khuấy lớn
vì vậy năng suất thấp.

- Ứng dụng:
+ Dùng để khuấy hỗn hợp chất lỏng có độ nhớt thấp và
dung tích bể chứa không hớn lắm.


2.4: Cánh khuấy dạng mỏ neo
- Cấu tạo: là 1 dạng của bộ phận khuấy cánh có hình dạng phù hợp
với hình dạng của thùng chứa. Cánh khuấy mỏ neo có nhiều dạng
khác nhau tùy thuộc vào đặc điểm và tính chất của chất lỏng trong
thùng chứa nó. Thông thƣờng chất liệu đúc cánh khuấy bằng gang phủ
men sứ hay chất bảo vệ khác để tránh ăn mòn kim loại trong môi
trƣờng hoạt tính, đôi khi chúng đƣợc chế tạo bằng gốm hay vật liệu
cao phân tử

Hình 9: Các loại cánh khuấy mỏ neo


- Ƣu điểm:

+ Có thể khuấy đều dạng chất lỏng có tính chất và đặc
điểm khác nhau, có độ bề cơ học cao

- Nhƣợc điểm:
+ Do thƣờng dung thùng chứa hình cầu nên có bô trí trong phân
xƣởng, đòi hỏi những vật liệu có khả năng chịu đƣợc tác dụng
cơ học và hóa học nên có giá thành cao.

- Ứng dụng:
+ Dùng bể khuấy trộn các chất lỏng có độ nhớt vƣợt quá 1Ns/m2


3. Các loại máy khuấy trộn cơ khí thông dụng
3.1. Máy khuấy trộn cơ khí dạng chìm

Hình 10: Một số hình ảnh máy trộn cơ khí dạng chìm


- Ƣu điểm: thiết kế đơn giản, gọn gàng,dễ lắp đặt, máy này không
bị hạn chế về vị trí và hƣớng lắp đặt. Hiệu suất vận hành cao và hiệu
quả cao giúp giảm đáng kể chi phí vận hành

- Nhƣợc điểm: Đòi hỏi vật liệu thiết kế phải có độ bền cơ học
cao

- Ứng dụng:
+ Dùng để khuấy các hạt lắng , trộn chất lỏng và phá vỡ sự phân
tầng.
+ Sử dụng cho các dự án cấp nƣớc, sử lý nƣớc thải dân dụng và
công nghiệp.