khuấy động chất lỏng bằng cơ khí c

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


CHƯƠNG 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 được

thực hiện nhờ cánh khuấy để trộn đều các loại chất lỏng vào nhau với
cường độ và công suất thùy theo người 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 được cung cấp trên 1 trục.
- Máy trộn cơ khí thường được xây dựng với 1 trục thẳng đứng điều khiển
bởi 1 bộ giảm tốc độ và động cơ điện. Loại cánh quạt máy trộn được bố
trí để chỉ đạo dòng nước chảy theo nhiều hướng.
- Cánh khuấy có thể được cấu tạo theo nhiều dạng khác nhau để phù hợp
với nhiều mục đích trộn khác nhau.


2. Đặc điểm hoạt động
- Khuấy trộn cơ khí dùng năng lượng của cánh khuấy chuyển động trong nước tạo ra
sự xáo trộn của dòng chảy. Năng lượng của cánh khuấy phụ thuộc đường kính bản
cánh và tốc độ chuyển động của cánh.
- Điều chỉnh tốc độ quay của cánh sẽ điều chỉnh được năng lượng tiêu hao và cường
độ khuấy.
- Khuấy trộn nhằm tăng khả năng phân tán lượng hóa chất được đưa vào nguồn nước
cần xử lí
- Đặc điểm của phương pháp khuấy trộn kiểu cơ khí là:
+ Động cơ khuấy có công suất P= 0,2 – 11 KW
+ Năng lượng của cánh khuấy tạo ra dòng chảy rối. Cánh khuấy được tạo ra theo
nhiều kiểu khác nhau tùy thuộc vào mục đích khuấy trộn.
- Ưu điểm của phương pháp khuấy trộn kiểu cơ khí:
+ Thời gian khuấy trộn ngắn.
+ Có thể được cường độ khuấy trộn như ý muốn.
+ Thiết bị được lắp đặt gọn gàng, hoạt động hiệu quả dễ vận hành.

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 lượng cánh khuấy để tạo
dòng chảy rối.

Hình 2: Sơ đồ bể trộn dùng cánh khuấy cơ khí


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

Hình 3: Cánh khuấy turbine và sơ đồ tạo tạo ra dòng chảy trong thiết bị khuấy


- Cấu tạo của cánh khuấy turbine
+ Bộ phận khuấy thường được cấu tạo bởi 1 hay nhiều turbine quay trên trục thẳng đứng
+ Mỗi turbine thường 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 hướng tâm trong đó chất lỏng
được hút vào tâm và đẩy ra theo chu vi của cánh. Loại này có tác dụng trộn vừa làm
đồng nhất chất lỏng.
- Loại turbine cánh nghiêng sẽ tạo dòng chảy hướng tâm và hướng trục làm tăng khả
năng khuấy trộn và hòa tan vật rắn trong chất lỏng.
- Loại turbine cánh cong sẽ tạo dòng chảy tiếp tuyến và hướng tâm khi khuấy trộn ,
mặt lõm của cánh hướng về phía chiều quay, nhờ đó giảm được hiện tượng trượt

tương đối của chất lỏng với cánh, đồng thời tạo điều kiện cho cánh quét chất lỏng
được tốt hơn. Loại turbine cánh cong kín dùng để quét chất lỏng có độ nhớt cao hơn.


Hình 4: Các dạng cánh khuấy turbine
a, turbine cánh thẳng
b, turbine cánh nghiêng
c, turbine cánh cong hở
d, turbine cánh cong kín
Ưu điểm của cánh khuấy turbine:
- Bộ phận cánh khuấy turbine tạo ra lực ly tâm lớn nên làm tang khả năng va đập giữa nguyên
liệu và máy khuấy nên các thành phần hỗn hợp dê di chuyển vào nhau hơn.
- Trộn được chất lỏng có độ nhớt cao.
Nhược điểm: Đòi hỏi động cơ có công suất lớn


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

Hình 5: Sơ đồ tạo ra dòng chảy trong thiết bị khuấy chân vịt và các loại
cánh khuấy chân vịt


- Bộ phận cánh khuấy chân vịt dùng để khuấy trộn chất lỏng có độ nhớt thấp ( 0,5 -2 Ns/m2)
- Dạng cánh khuấy chân vịt : mỗi chân vịt có thể có 2 hoặc 3 cánh , mỗi cánh quạt là 1 phần
mặt xoắn vát nghiêng với bề mặt nghiêng một góc α có trị số thay đổi từ 0 - 90◦ theo hướng
trục quay đến mép cánh.
- Tùy theo độ cao của chất lỏng mà có thể có một hay nhiều tầng chân vịt. Trường hợp nối 2
hay nhiều tầng chân vịt với nhau phải bố trí sao cho sức hút và đẩy của 2 chân vịt theo hướng

tạo khả năng khuấy trộn mãnh liệt hoặc 2 chân vịt hút đẩy theo 2 hướng ngược nhau để
khuấy trộn nhanh chất lỏng

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


- Ưu điểm và nhược điểm của cánh khuấy chân vịt:
+ Ưu điểm: bộ phận khuấy chân vịt có thể tạo ra dòng chảy hướng trục lớn nên có thể rút
ngắn được thời gian khuấy trộn

+ Nhược điểm: đòi hỏi cánh khuấy có độ bền cơ học cao

Hình 7: Một số loại cánh khuấy trên thực tế


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

Hình 8: Bộ phận khuấy cánh
+ Ưu điểm: Thường tạo ra dòng chảy tiếp tuyến, tạo ra sự khuấy đều cho hỗn hợp
+ Nhược điểm: Sự khuấy trộn chất lỏng chỉ phát sinh theo đường viền của cánh khuấy do xoáy ,
còn theo chiều dọc trục và hướng tâm là không đáng kể lực cản cánh khuấy lớn vì vậy thường năng
suất thấp
+ Phạm vi ứng dụng: Dùng để khuấy hỗn hợp chất lỏng có độ nhớt thấp và dung tích bể chứa không
lớn 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 thường chất liệu đúc cánh khuấy bằng gang phủ men sứ hay chất bảo vệ khác để tránh ăn mòn
kim loại trong môi trường hoạt tính, đôi khi chúng được chế tạo bằng gốm hay vật liệu cao phân tử

Hình 9: Các loại cánh khuấy mỏ neo
- Ưu điểm: Có thể khuấy đều dạng chất lỏng có tính chất và đặc điểm khác nhau, có độ bền cơ học cao
- Nhược điểm: Do thường dùng thùng chứa hình cầu nên khó bố trí trong phân xưởng, đòi hỏi những
vật liệu có khả năng chịu được tác dụng cơ học và hóa học nên có giá thành khá cao
- Phạm vi ứng dụng: dùng bể khuấy trộn các chất lỏng có độ nhớt vượt 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


- Ưu điểm: thiết kế đơn giản, gọn gàng,dễ lắp đặt, máy này không bị hạn chế về vị trí và hướng lắp đặt.
Hiệu suất vận hành cao và hiệu quả cao giúp giảm đáng kể chi phí vận hành
- Nhược điểm: Đòi hỏi vật liệu thiết kế phải có độ bền cơ học cao
- Ứng dụng: +Do có nhiều ưu điểm nên máy khuấy dạng chìm có ứng dụng rộng rãi như dung để
khuấy các hạt lắng , trộn chất lỏng và phá vỡ sự phân tầng
+ Máy khuấy dạng chìm là lựa chọn tối ưu cho các dự án cấp nước, xử lí nước thải dân
dụng và công nghiệp
Cụ thể các ứng dụng tiêu biểu:
+ Đồng nhất bùn đặc hoặc chất lỏng có dạng hạt rắn
+ Loại bỏ các tác nhân phân tầng đóng khối
+ Khuấy trộn với hiệu suất cao dùng trong bể điều hòa, bể kị khí, tạo sự khuấy trộn ở
các góc chết trong bể sinh học. Đặc biệt là quá trình khử Nitơ

3.2. Máy khuấy trộn cơ khí kết hợp
- Là loại máy khuấy kết hợp với 1 loai máy khác với mục đích làm tăng hiệu quả công việc, tiết
kiệm diện tích cũng như làm giảm chi phí đầu tư cho công trình
Ví dụ: Máy khuấy trộn cấp khí bề mặt kết hợp khuấy trộn
- Mục đích sử dụng: nhằm tăng cấp khí cho hồ sinh học,
bể cân bằng, làm giàu oxy cho nước do thiết bị có khả
năng làm tăng điều kiện tiếp xúc giữa 2 pha nước và khí
- Điều kiện kĩ thuật:
+ Tốc độ truyền oxy và khả năng khuấy trộn, tạo ra
dòng chảy cắt ngang mạnh
+ Thao tác lắp đặt vận hành đơn giản
+ Chi phí đầu tư thấp
- Ứng dụng rộng rãi trong các bể cân bằng , hồ sinh học,
hồ xử lí hiếu khí

Hình 11: Máy khuấy trộn cấp khí bề mặt
kết hợp khuấy trộn


III. MỘT SỐ SO SÁNH GIỮA KHUẤY TRỘN CƠ KHÍ VÀ KHUẤY TRỘN KHÁC
1. So sánh với khuấy trộn thủy lực
- Ưu điểm so với khuấy trộn thủy lực
+ Có thể điều chỉnh tốc độ khuấy trộn theo ý muốn
+ Thời gian khuấy trộn ngắn => dung tích bể nhỏ => tiết kiệm dện tích xây dựng => giảm giá thành
xây dựng
- Hạn chế so với khuấy trộn thủy lực
+ Người vận hành phải có trình độ nhất định để vận hành máy móc khuấy trộn
+ Được áp dụng với trạm xử lý có công suất vừa và lớn, mức độ cơ giới hóa và tự
động hóa cao

2. So sánh với khuấy trộn bằng khí nén
- Ưu điểm so với khuấy trộn bằng khí nén:
+ Thời gian thi công nhanh, dễ bảo trì, khuấy trộn bằng khí nén tuy có chi phí đầu tư thấp
hơn nhưng ngược lại thi công lâu và khó bảo trì, bảo dưỡng.
- Hạn chế so với khuấy trộn khí nén
+ Khuấy trộn dùng khí nén ưu điểm hơn ở chỗ không cho vi sinh vật yếm khí phát triển,
thuận lợi cho việc xử lí sau này
+ Khuấy trộn khí nén , trong quá trình sục khí giúp giảm 1 phần ô nhiễm, đỡ gánh nặng
cho công trình sinh học phía sau. Tăng hàm lượng oxy hòa tan, tạo điều kiện cho xử lý
sinh học


CẢM ƠN SỰ CHÚ Ý THEO DÕI CỦA
THẦY CÔ VÀ CÁC BẠN