CHƯƠNG 10. BỔ SUNG TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH TRỘN

Chapter 10_bổ sung
Quá trình khuấy trộn

1


Bể trộn

2


Bể tạo bông

3


Bể tạo bông vách ngăn

4


Bể tạo bông cơ khí

5


Các loại cánh khuấy
1. Cánh khuấy tuabin
Hiệu suất khuấy cao, các cánh khuấy có thể
được gắn vào đĩa bằng cách hàn hoặc bắt
bulong.

Số vòng quay có thể đạt đến 1500 vòng/phút.
Tỉ số giữa đường kính cánh khuấy (dk) so với
đường kính thiết bị (D) trong khoảng 0,15 đến
0,25. Tỉ số giữa đường kính cánh khuấy (dk) so
với chiều cao cánh khuấy (h) là 0,66. Khoảng
cách từ mặt dưới cánh khuấy tới đáy thiết bị là
0,4.dk.
Ứng dụng:
Hòa tan nhũ tương hóa các chất lỏng, huyền
phù hóa với nồng độ tới 80%, huyền phù hóa
với nồng độ tới 80%, huyền phù hóa các dạng
vật liệu sợi với nồng độ tới 5%. Khuấy đảo các
hạt rắn có nồng độ tới 60% và kích thước hạt
đến 1,5 mm. San bằng nhiệt độ chất lỏng,
khuấy trộn các chất lỏng nhớt.
6


Cánh khuấy bản

7


Cánh khuấy chân vịt
3. Cánh khuấy chân vịt
Đây là loại cánh khuấy cho hiệu suất cao nhất trong
trường hợp cần dòng lỏng tuần hoàn trong thiết bị khi chi
phí năng lượng nhỏ nhất. Cho dòng lỏng chiều trục do hiệu
ứng bơm cho nên chúng dễ dàng nâng các phần tử rắn từ
đáy lên và dùng để tạo huyền phù với đường kính hạt rắn

0,1 - 0,5 mm và nồng độ tới 10%.

Là cánh khuấy được sử dụng để phân tán chất khí vào
lỏng. Tỉ lệ dk/D = 1/4 - 1/3 . Số vòng quay là 6 - 15 m/s.
Ứng dụng:
Hòa tan nhũ tương hóa các chất lỏng huyền phù hóa với
nồng độ hạt rắn tới 50%, khuấy đảo bùn có nồng độ hạt
rắn tới 10% và kích thước hạt tới 0,1%, khuấy các vật lieu
sợi, san bằng nhiệt độ, tăng cường quá trình trao đổi
nhiệt.
8


Cánh khuấy tốc độ chậm




Mỏ neo
Cánh khuấy khung
Cánh khuấy vít


Cánh khuấy








Dòng chuyển động quanh cánh khuấy: theo
phương tiếp tuyến (mái chèo), phương bán
kính, phương trục (chân vịt)
Dòng hướng trục (chân vịt): tăng tác dụng
cánh khuấy
Dòng bán kính(tuabin): tăng khả năng truyền
nhiệt
Thanh chắn, vòng cản: tạo tất cả các dòng


Khuấy trộn trong TB XL môi
trường


Khuấy trộn
trong TB
môi trường

12


13


Đánh giá quá trình khuấy






Đặc trưng quá trình khuấy là cường độ khuấy và năng lượng
tiêu hao
Các yếu tố cần quan tâm
 Loại cánh khuấy
 Thời gian khuấy
 Số vòng quay
 Công suất
Chọn cánh khuấy và chế độ lv sao cho hạn chế việc tạo phễu
và xâm thực


Hiện tượng tạo phễu






Khí từ phễu xâm nhập vào môi trường lỏng,
giảm hiệu quả quá trình
Cánh khuấy chịu tác dụng của lực phu làm
tăng công suất.
Chống tạo lõm:




Đặt cánh khuấy lệch tâm, nghiêng hoặc nằm
ngang
Thu hẹp khoảng cách: gắn thanh chắn, ống tâm


Hiện tượng tạo phễu

16


17


Tính năng lượng khuấy trộn
Rotational mixer
 Kích thước bể <= thời gian lưu
 Năng lượng khuấy trộn
Re < 10
Re >10,000

18


19


Hiệu quả khuấy trộn

Gradient vận tốc G càng nhỏ thì kích
thước bông tụ càng lớn & ngược lại.

Tuy nhiên nếu thời gian khuấy lớn thì
các bông sẽ bị vỡ, do đó Gt phải nằm
trong khoảng tối ưu.

20


Đường kính cánh khuấy


Năng lượng truyền của một cánh khuấy:

Ap: tiết diện cánh khuấy (theo phương quay)
vp: vận tốc tiếp tuyến cánh khuấy (m/s), với vp= rp; : radiant vận tốc (rad/s)=2n
CD: hệ số ma sát, phụ thuộc vào Re và đường kính cánh khuấy.
Nếu Re = 105:

21


Thời gian lưu quá trình keo
tụ
Best floc size 0.1 to 3 mm

22


Bể keo tụ - tạo
bông
23

Khuấy trộn bằng sục khí

24


Khuấy trộn bằng sục khí


Số lượng bọt khí được tính bằng thể tích dòng khí sục vào thiết bị / thể tích một
bọt khí:

Qi: lưu lượng thể tích khí sục vào thiết bị
Pi, Pa: áp suất khí ở vòi phun và áp suất khí quyển
t0: thời gian sục khí
Vbo: thể tích trung bình bọt khí ở đầu phun

Năng lượng khuấy trộn phụ thuộc vào số lượng bọt khí được hình thành

25