KHUẤYTT QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ CNHH CTU

BÀI 3. KHUẤY CHẤT LỎNG
3.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT
3.1.1. Khái niệm cơ bản
Khuấy là q trình làm giảm sự khơng đồng nhất trong chất lỏng. Đó là sự chênh lệch
về nồng độ, độ nhớt, nhiệt độ… ở những vị trí khác nhau trong lòng chất lỏng.
Trong các hệ thống khuấy, một trong những vấn đề đặt ra là tiên đoán công suất tiêu
tốn cho một hệ thống nhất định.
3.1.2. Phân tích thứ ngun
Cơng suất khuấy phụ thuộc vào:






Vận tốc cánh khuấy N (v/s).
Đặc tính của chất lỏng: độ nhớt μ, khối lượng riêng ρ.
Độ cao của chất lỏng trong bình chứa H (m).
Đường kính cánh khuấy d (m).
Đường kính bình khuấy D (m) và cấu trúc bình khuấy ( loại bình khuấy,
hình dáng bình chứa, số tấm chặn…)

Như vậy ta có quan hệ:
P = f(N, d, μ, ρ, D, H, Z, các kích thước hình học khác).
Phân tích thứ ngun cho thấy:

Trong đó:
NP =: chuẩn số cơng suất, có ý nghĩa của một thừa số ma sát.
Re=: chuẩn số Reynold của cánh khuấy, tỉ số giữa lực ly tâm và lực ma sát. Nó đặc
trưng cho chế độ chảy của lưu chất trong bình khuấy.
Fr = : chuẩn số Froude, tỉ số giữa lực ly tâm và lực trọng trường, đặc trưng cho sự hình

thành xốy phễu.
: các thừa số hình dạng của hệ thống.
Giữa các hệ thống thỏa mãn điều kiện đồng dạng hình học, các thừa số hình dạng bằng
nhau. Ta có thể bỏ qua ảnh hưởng của chúng. Vì thế:
NP = f*(Re,Fr)


Khuấy chất lỏng

Thực tập quá trình thiết bị - CNHH

3.1.3. Giản đồ công suất
Công thức để xác định công suất khuấy trộn:

Trong đó NP phụ thuộc vào hai chuẩn số Re và Fr.
Thông thường, người ta dùng thực nghiệm để xây dựng quan hệ giữa ba chuẩn số nói
trên. Sau đó vẽ giản đồ ba chiều, rồi người ta sẽ chuyển về hai chiều để có thể sử dụng.
Đồng thời, người ta nhận thấy rằng đối với đa số các hệ thống thực, Fr không phải là
yếu tố ảnh hưởng quyết định lên N P. Do đó ta có thể vẽ đồ thị thể hiện quan hệ giữa N P
và Re và bỏ qua Fr.
3.1.4. Tiên đốn cơng suất cho các hệ thống thực
Khi cần thiết kế một hệ thống khuấy trộn trong công nghiệp, người ta tạo một mô hình
mẫu nhỏ rồi xây dựng giản đồ chuẩn số cơng suất cho mơ hình này. Mơ hình mẫu phải
đồng dạng với mơ hình lớn thực tế. Vì sự đồng dạng này mà mơ hình lớn có thể dùng
chung giản đồ của mơ hình mẫu, từ đó ta có thể tiên đốn cơng suất khuấy trộn thực
cần thiết.
Cơng suất khuấy
Khi cánh khuấy quay, lực ma sát truyền lên cánh khuấy và làm cho động cơ quay. Tùy
vào tốc độ quay cài đặt mà máy khuấy hiển thị giá trị momen xoắn tương ứng.
Momen xoắn

M = F.r (N.cm)
F: lực ma sát giữa chất lỏng và cánh khuấy (N)
r: khoảng cách từ tâm cánh khuấy đến thành bình chứa chất lỏng (cm).
Cơng suất khuấy:
P = 2π F.r.N (W)
3.2 MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM
Khảo sát giản đồ chuẩn số công suất khuấy với nhiều hệ thống có hình dạng khác
nhau.
3.3 KẾT QUẢ VÀ TÍNH TỐN
Cánh khuấy chân vịt A100 (đường kính 78.6 mm) và A315 (đường kính 127 mm).
GVGD: Th.s Nguyễn Việt Bách

Trang 2


Khuấy chất lỏng

Thực tập quá trình thiết bị - CNHH

Khối lượng riêng của nước ở 30oC là 996 kg/m3.
Độ nhớt động học của nước ở 30oC là 0.000799 Pa.s
3.3.1. Xử lí số liệu
Tính tốn với cánh khuấy A100, khơng có tấm chặn, cùng chiều, nhiệt độ của nước là
30°C. Số liệu ban đầu với Momen xoắn M = 2 N.cm, vận tốc cánh khuấy N = 50 v/ph.
Công suất khuấy:
50
P  2 �M �N  2 �2 �102 �  0,1
60
(W)

Khối lượng riêng của nước ở nhiệt độ 30°C là ρ = 989 kg/m 3. Suy ra chuẩn số công
suất:

Độ nhớt của nước ở 30°C là μ = 0.8007×10-3 N.s/m2. Suy ra chuẩn số Reynold:

3.3.2. Trường hợp cánh khuấy A100
Bảng 3-1: Kết quả thí nghiệm với cánh khuấy A100 khơng có tấm chặn

CÁNH KHUẤY A100
CÙNG CHIỀU
Vận tốc
(v/ph)

NGƯỢC CHIỀU

Độ dâng cao của
mực chất lỏng
(mm)

Momen
(N.cm)

Vận tốc
(v/ph)

Độ dâng cao của
mực chất lỏng
(mm)

Momen

(N.cm)

100

4

0

100

8

0

150

6

0

150

10

0

200

8

2

200

14

0

250

12

3

250

16

0

300

12

3

300

18

3

350

14

4

350

21

4

400

16

5

400

23

6

Bảng 3-2: Bảng kết quả tính tốn cánh khuấy A100 khơng có tấm chặn

N
(v/ph)

100

N (v/s)
1.67

M (N.m)
Cùng
0.04

GVGD: Th.s Nguyễn Việt Bách

Ngược
0.08

Re
12860.982

P (W)
Cùng
0.420

Np
Ngược
0.839

Cùng

Ngược

30.145

60.290
Trang 3


Khuấy chất lỏng

Thực tập quá trình thiết bị - CNHH

2.5

0.06

0.1

19252.967

0.942

1.570

20.177

33.629

3.33

0.08

0.14

25644.952

1.673

2.928

15.163

26.535

250

4.17

0.12

0.16

32113.948

3.143

4.190

14.504

19.339

300

5

0.12

0.18

38505.933

3.768

5.652

10.089

15.133

350

5.83

0.14

0.21

44897.918

5.126

7.689

8.657

12.986

400

6.67

0.16

0.23

51366.915

6.702

9.634

7.559

10.866

150
200

Bảng 3-3: Kết quả thí nghiệm với cánh khuấy A100 có tấm chặn

CÁNH KHUẤY A100
CÙNG CHIỀU

NGƯỢC CHIỀU

Độ dâng cao của
mực chất lỏng
(mm)

Vận tốc
(v/ph)

Momen
(N.cm)

Độ dâng cao của
mực chất lỏng
(mm)

Vận tốc
(v/ph)

Momen
(N.cm)

100

4

0 100

8

0

150

6

0 150

10

0

200

8

0 200

14

0

250

12

0 250

16

0

300

12

0 300

20

0

350

14

0 350

21

0

400

16

0 400

24

0

Bảng 3-4: Bảng kết quả tính tốn cánh khuấy A100 có tấm chặn

N
(v/ph)
100

N
(v/s)

M (N.m)
Cùng

Ngược

Re

P (W)

Np

Cùng

Ngược

Cùng

Ngược

1.67

0.04

0.08

12860.9
82

0.420

0.839

30.145

60.290

2.5

0.06

0.1

19252.9
67

0.942

1.570

20.177

33.629

3.33

0.08

0.14

25644.9
52

1.673

2.928

15.163

26.535

0.16

32113.9
48

3.143

4.190

14.504

19.339

3.768

6.280

10.089

16.814

5.126

7.689

8.657

12.986

150
200
250
4.17

0.12

300
5

0.12

0.2

5.83

0.14

0.21

350

GVGD: Th.s Nguyễn Việt Bách

38505.9
33
44897.9
18

Trang 4


Khuấy chất lỏng

Thực tập quá trình thiết bị - CNHH

400
6.67

0.16

51366.9
15

0.24

6.702

10.053

7.559

11.338

3.3.3. Trường hợp cánh khuấy A315
Bảng 3-5: Kết quả thí nghiệm với cánh khuấy A315 khơng có tấm chặn

CÁNH KHUẤY A315
CÙNG CHIỀU

NGƯỢC CHIỀU

Vận tốc
(v/ph)

Momen
(N.cm)

Độ dâng cao của

mực chất lỏng
(mm)

Vận tốc
(v/ph)

Momen
(N.cm)

Độ dâng cao của
mực chất lỏng
(mm)

100

6

4

100

10

4

150

8

8

150

14

7

200

12

15

200

18

12

250

16

24

250

24

24

300

20

32

300

27

29

350

23

45

350

31

40

400

27

63

400

38

52

Bảng 3-6: Bảng kết quả tính tốn cánh khuấy A315 khơng có tấm chặn

N
(v/ph)

N (v/s)

M (N.m)
Cùng

Ngược

P (W)

Re

Np

Cùng

Ngược

Cùng

Ngược

100

1.67

0.06

0.1

12860.982

0.629

1.049

45.217

75.362

150

2.5

0.08

0.14

19252.967

1.256

2.198

26.903

47.080

200

3.33

0.12

0.18

25644.952

2.509

3.764

22.745

34.117

250

4.17

0.16

0.24

32113.948

4.190

6.285

19.339

29.009

300

5

0.2

0.27

38505.933

6.280

8.478

16.814

22.699

350

5.83

0.23

0.31

44897.918

8.421

11.350

14.223

19.170

400

6.67

0.27

0.38

51366.915

11.310

15.917

12.756

17.952

Bảng 3-7: Kết quả thí nghiệm với cánh khuấy A315 có tấm chặn

CÁNH KHUẤY A315
CÙNG CHIỀU
Vận tốc
(v/ph)

Momen
(N.cm)

Độ dâng cao của
mực chất lỏng
(mm)

GVGD: Th.s Nguyễn Việt Bách

NGƯỢC CHIỀU
Vận tốc
(v/ph)

Momen

(N.cm)

Độ dâng cao của
mực chất lỏng
(mm)
Trang 5


Khuấy chất lỏng

Thực tập quá trình thiết bị - CNHH

100

6

0

100

10

0

150

10

0

150

14

0

200

16

0

200

21

0

250

24

0

250

28

0

300

28

0

300

31

0

350

35

0

350

40

0

400

43

0

400

49

0

Bảng 3-8: Bảng kết quả tính tốn cánh khuấy A315 có tấm chặn

N
(v/ph)

N (v/s)

M (N.m)
Cùng

Ngược

Re

P (W)
Cùng

Np
Ngược

Cùng

Ngược

100

1.67

0.06

0.1

12860.982

0.629

1.049

45.217

75.362

150

2.5

0.1

0.14

19252.967

1.570

2.198

33.629

47.080

200

3.33

0.16

0.21

25644.952

3.346

4.392

30.326

39.803

250

4.17

0.24

0.28

32113.948

6.285

7.333

29.009

33.843

300

5

0.28

0.31

38505.933

8.792

9.734

23.540

26.062

350

5.83

0.35

0.4

44897.918

12.814

14.645

21.643

24.735

400

6.67

0.43

0.49

51366.915

18.012

20.525

20.314

23.149

3.4 Nhận xét

GVGD: Th.s Nguyễn Việt Bách

Trang 6


Khuấy chất lỏng

Thực tập quá trình thiết bị - CNHH

Đồ thị so sánh ảnh hưởng của tốc độ cánh khuấy đến cơng suất khuấy A100
12.000

CƠNG SUẤT P (W)

10.000

Có tấm chặn_cùng
chiề u

8.000

Có tấm chặn_ngược

chiề u

6.000

Khơng tấm
chặn_ngược chiều

4.000
2.000
0.000
50

100

150

200

250

300

350

400

450

TỐC ĐỘ CÁNH KHUẤY N (vòng/phút)

Đồ thị 3-1

Từ đồ thị 3-1, đối với cánh khuấy A100, ta thấy:
-Tốc độ cánh khuấy tăng thì cơng suất tăng.
-Trong trường hợp có tấm chặn hoặc khơng tấm chặn đều cho thấy công suất trong
khuấy ngược chiều lớn hơn khuấy cùng chiều. Do moment xoắn ngược chiều lớn hơn
cùng chiều.
-Trong trường hợp cùng chiều, tấm chặn không ảnh hưởng đến cơng suất, trường hợp
ngược chiều thì tấm chặn ảnh hưởng đến công suất.

GVGD: Th.s Nguyễn Việt Bách

Trang 7


Khuấy chất lỏng

Thực tập quá trình thiết bị - CNHH

Đồ thị so sánh ảnh hưởng của tốc độ cánh khuấy đến cơng suất khuấy A315
25.000

CƠNG SUẤT P (W)

20.000
Có tấm chặn_cùng chiều
Có tấm chặn_ngược chiều
Khơng tấm chặn_cùng chiều
Khơng tấm chặn_ngược chiều

15.000
10.000
5.000
0.000
50

100

150

200

250

300

350

400

450

TỐC ĐỘ CÁNH KHUẤY N (vòng/phút)

Đồ thị 3-2

Từ đồ thị 3-2, đối với cánh khuấy A315, ta thấy:
-Tốc độ cánh khuấy tăng thì cơng suất tăng.
-Trong trường hợp có tấm chặn hoặc không tấm chặn đều cho thấy công suất trong
khuấy ngược chiều lớn hơn khuấy cùng chiều. Do moment xoắn ngược chiều lớn hơn

cùng chiều.
-Tấm chặn ảnh hưởng đến công suất ở cả trường hợp cùng chiều và ngược chiều.

GVGD: Th.s Nguyễn Việt Bách

Trang 8


Khuấy chất lỏng

Thực tập quá trình thiết bị - CNHH

Đồ thị so sánh ảnh hưởng tốc độ cánh khuấy đến cơng suất khuấy
của A100 và A315
25.000

CƠNG SUẤT P(W)

20.000
15.000
10.000
5.000
0.000
50

100

150

200

250

300

350

400

450

TỐC ĐỘ CÁNH KHUẤY N (vịng/phút)
A100 Có tấm chặn_cùng chiều
A100 Khơng tấm chặn_cùng chiều
A315 Có tấm chặn_cùng chiều
A315 Khơng tấm chặn_cùng chiều

A100 Có tấm chặn_ngược chiều
A100 Khơng tấm chặn_ngược chiều
A315 Có tấm chặn_ngược chiều
A315 Không tấm chặn_ngược chiều

Đồ thị 3-3

Từ đồ thị 3-3, ta thấy:
-Cánh khuấy A315 có cơng suất lớn hơn cánh khuấy A100 trong cùng một tốc độ, do
diện tích mặt tiếp xúc lớn hơn nên moment xoắn lớn hơn.
-Trong trường hợp cùng chiều, ảnh hưởng của tấm chặn đối với cơng suất khuấy của
A100 là khơng có, cịn A315 sự ảnh hưởng của tấm chặn đối với công suất khuấy thể
hiện rõ rệt vì A315 có diện tích mặt tiếp xúc lớn cùng với tấm chặn làm tăng moment

xoắn.
-Trong trường hợp ngược chiều, ảnh hưởng của tấm chặn đối với cơng suất khuấy của
A100 có nhưng khá nhỏ, cịn A315 sự ảnh hưởng lớn của tấm chặn đối với công suất
khuấy vì A315 có diện tích mặt tiếp xúc lớn cùng với tấm chặn làm tăng moment xoắn.

GVGD: Th.s Nguyễn Việt Bách

Trang 9


Khuấy chất lỏng

Thực tập quá trình thiết bị - CNHH

Đồ thị Re-Np
80.000
70.000
60.000

Np

50.000
40.000
30.000
20.000
10.000
0.000
10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

50000

55000

Re
A100 ngược chiều, khơng chặn
A100 cùng chiều, có chặn
A315 cùng chiều, không chặn
A315 ngược chiều, không chặn

A100 ngược chiều, có chặn
A100 cùng chiều, khơng chặn
A315 cùng chiều có chặn
A315 ngược chiều, có chặn

Đồ thị 3-4

Từ đồ thị 3-4, ta thấy:
- Đối với cánh khuấy A100:
 Trong cùng một chế độ khuấy, việc sử dụng hay không sử dụng tấm chặn
không gây ra ảnh hưởng đáng chú ý đến công suất khuấy, các hệ số Re và
Np gần như không đổi.
 Chế độ khuấy ngược chiều làm tăng chuẩn số công suất khuấy.
- Đối với cánh khuấy A315:
 Trong cùng một chế độ khuấy, việc sử dụng tấm chặn làm tăng chuẩn số
công suất khuấy Np dẫn đến làm tăng công suất của thiết bị.
 Chế độ khuấy ngược chiều làm tăng chuẩn số công suất khuấy Np.
- Nhận xét chung:
 Cánh khuấy A315 dễ bị ảnh hưởng bởi các yếu tố tác động bên ngoài hơn
so với cánh khuấy A100.
 Cả hai loại cánh khuấy đều bị chi phối nhiều bởi chế độ khuấy.
 Giá trị chuẩn số Re không thay đổi nhiều trong tất cả các trường hợp kể
trên.

GVGD: Th.s Nguyễn Việt Bách

Trang 10


Khuấy chất lỏng

Thực tập quá trình thiết bị - CNHH

Giải thích kết quả:
-

Cánh khuấy A315 dễ bị ảnh hưởng bởi các yếu tố tác động bên ngoài hơn

so với cánh khuấy A100 vì. Diện tích tiếp xúc của cánh khuấy A100 khá
nhỏ nên việc sử dụng tấm chặn không gây ra ảnh hưởng đáng kể lên cánh
khuấy. Trong khi đó cánh khuấy A315 có diện tích bề mặt tiếp xúc lớn hơn
nên bị ảnh hưởng nhiều hơn.
 Chế độ khuấy ngược chiều làm tăng chuẩn số cơng suất khuấy vì Do khi
khuấy ngược chiều thì dịng chất lỏng hướng trục từ dưới lên, để có thể
chuyển động lên thì lực tác dụng lên phần tử chất lỏng phải lớn hơn lực
trọng trường của phần tử chất lỏng đó. Điều này đòi hỏi cánh khuấy phải
cung cấp một lực lớn hơn, mà moment thì bằng lực nhân cánh tay địn, do
đó giá trị moment thu được sẽ lớn hơn, dẫn đến công suất khuấy lớn hơn.
Kết luận rút ra:
Độ lớn công suất phụ thuộc và tỉ lệ thuận với độ lớn tốc độ cánh khuấy. Khi khuấy
càng nhanh thì cơng suất khuấy càng lớn và ngược lại.
Trường hợp khuấy ngược chiều có tấm chặn sẽ có cơng suất lớn hơn khuấy cùng chiều
có tấm chặn.
Trường hợp khuấy ngược chiều có dùng tấm chặn thì cánh khuấy có đường kính lớn
A315 sẽ có cơng suất khuấy lớn hơn cánh khuấy A100 có đường kính nhỏ hơn.
Khi có tấm chặn, chất lỏng khơng những tiếp xúc với thành bình khuấy mà cịn tiếp
xúc với tấm chặn (va đập vào và chuyển động dọc theo biên của tấm chặn), tức là diện
tích tiếp xúc tăng lên làm lực ma sát F tăng lên kéo theo momen xoắn cũng tăng lên
(M = F.r). Từ đó, công suất khuấy P tăng lên (P = 2π.M.N). Vậy khi có tấm chặn, cơng
suất khuấy lớn hơn.
Tiêu chí so sánh

Thiết bị thành trơn

Thiết bị có tấm chặn

Thời gian đạt độ đồng nhất

Chậm hơn

Nhanh hơn

Công

Nhỏ hơn

Lớn hơn

Công suất khuấy

Nhỏ hơn

Lớn hơn

Năng suất

Thấp hơn

Cao hơn

Hiệu suất

Thấp hơn

Cao hơn

Năng lượng tiêu hao

Ít hơn

Nhiều hơn

Sự tạo phễu

Dễ tạo phễu dù ở vận tốc nhỏ

Chỉ tạo phễu ở vận tốc lớn

GVGD: Th.s Nguyễn Việt Bách

Trang 11


Khuấy chất lỏng

Thực tập quá trình thiết bị - CNHH

3.5 BÀN LUẬN
Câu 1. Mức độ tiêu thụ điện năng giữa hai loại cánh khuấy A100 và A315.
Nhìn chung cánh khuấy A315 có cơng suất khuấy lớn hơn cơng suất khuấy của cánh
khuấy A100 nên tiêu thụ năng lượng lớn hơn. Vì cánh khuấy A315 có đường kính lớn
hơn cánh khuấy A100 nên diện tích bề mặt vng góc, vận tốc dài của cánh khuấy lớn
hơn. Với cùng vận tốc khuấy, lực ma sát tác dụng lên cánh khuấy phụ thuộc vào tiết
diện vng góc với vận tốc dài của cánh khuấy. Tiết diện càng lớn, lực cản của chất
lỏng lên cánh khuấy càng lớn nên năng lượng tiêu hao để thắng lực cản càng lớn.
Câu 2. Trong quá trình khuấy phát ra âm thanh ở trục cánh khuấy.
Trường hợp khuấy mà cánh khuấy đẩy dòng chất lỏng đi xuống đáy bình ta nhận thấy
khơng có âm thanh phát ra. Sở dĩ như vậy là do khi cánh khuấy đẩy dòng chất lỏng đi

xuống sẽ làm trục cánh khuấy bị nẩy lên, làm giảm ma sát với đáy bình khuấy. Ngược
lại, trường hợp cánh khuấy đẩy dòng chất lỏng đi lên sẽ làm cho trục cánh khuấy lún
xuống làm ma sát giữa trục và đáy bình tăng lên tạo ra âm thanh.
Câu 3. Trong trường hợp nào thì quá trình khuấy xuất hiện xốy phễu? Xốy
phễu có lợi hay khơng? Có những phương pháp nào để làm mất xoáy phễu? Bề
mặt của xốy phễu có dạng lõm xuống hay lồi lên? Tại sao?
Trường hợp khuấy tạo xoáy phễu khi tốc độ quay lớn hơn một tốc độ giới hạn đối với
từng loại cánh khuấy hay bình chứa, có tấm chặn hay khơng có tấm chặn.
Xốy phễu có thể có lợi và có hại tùy vào từng trường hợp, nhưng thường có hại nhiều
hơn so với có lợi.
Trường hợp có lợi:
-Xốy phễu làm cho khí bên ngồi có thể xâm nhập vào trong lịng chất lỏng, sự di
chuyển những dịng khí này sẽ kéo theo các phân tử chất lỏng từ đó làm cho chất lỏng
được khuấy trộn đều hơn. Bọt khí cịn tham gia vào một số phản ứng hóa học hoặc một
số trường hợp tạo môi trường phát triển cho vi sinh vật hiếu khí.
Trường hợp có hại:
-Chiều cao của mực chất lỏng sát thành sẽ dâng cao làm cho chất lỏng tràn ra ngoài
làm hư hỏng thiết bị, hiệu suất q trình khuấy, cao q.
-Phễu khí có thể xâm nhập vào môi trường lỏng làm giảm hiệu quả của quá trình
khuấy, đồng thời cánh khuấy chịu tác dụng của lực phụ làm tốn cơng vơ ích, hao phí

GVGD: Th.s Nguyễn Việt Bách

Trang 12


Khuấy chất lỏng

Thực tập quá trình thiết bị - CNHH

điện năng. -Bọt khí cịn ảnh hưởng đến dung dịch khuấy trong trường hợp có phản ứng
phụ khơng mong muốn.
-Sự xuất hiện phễu làm cho mực chất lỏng gần thành bình dâng lên cao, có thể làm
văng chất lỏng ra ngồi và có thể làm gẫy trục khuấy.
-Phễu xóay làm giảm thể tích tác dụng của cánh khuấy nên làm giảm cơng suất khuấy,
tạo nên một số vùng chết trong lịng chất lỏng, giảm độ đồng nhất của dung dịch.
-Phễu xóay làm giảm thể tích tác dụng của cánh khuấy nên làm giảm công suất khuấy,
tạo nên một số vùng chết trong lòng chất lỏng, giảm độ đồng nhất của dung dịch.
Phương pháp làm mất xoáy phễu:










Giảm tốc độ quay của cánh khuấy.
Thay đổi loại cánh khuấy.
Tăng số tầng cánh khuấy.
Đặt trục cánh khuấy lệch tâm thùng, đặt nghiêng hoặc nằm ngang.
Sử dụng các tấm chặn.
Vòng ống quanh cánh khuấy đối với cánh khuấy tuabin.
Sử dụng ống tuần hoàn trung tâm.
Thanh rối dùng cho cánh khuấy mỏ neo.
Ống dẫn dòng cho bể sâu và khi cần kéo các hạt rắn lên.

Bề mặt của xốy phễu có dạng lõm xuống hoặc lõm lên có thể giải thích như sau:

-Do chiều qua của cánh khuấy khác nhau, cánh khuấy quay theo cùng chiều im đồng
hồ và ngược lại.
Theo bản chất thì lực ly tâm có xu hướng đem các phần tử chất lỏng từ trong ra ngồi,
đến thành bình chúng bị ứ đọng và cản lại tại đó. Vì vậy, mật độ các phần tử chất lỏng
ở tâm sẽ ít hơn ở ngồi thành bình vì vậy xuất hiện dạng lõm (do thiếu chất lỏng ở tâm
bình khuấy) đồng thời cịn do tác dụng của lực trọng trường nên xốy phễu có dạng
lõm xuống.
Câu 4. Ảnh hưởng của bọt khí đến q trình khuấy?
Với các q trình khuấy cho phép khơng khí tiếp xúc vào dung dịch khuấy trộn thì bọt
khí xuất hiện vừa có lợi nhưng gây hại cung rất lớn.
Bọt khí có lợi:
-Bọt khí giúp cho q trình khuấy diễn ra nhanh hơn do khi chuyển động bọt khí kéo
theo một số phân tử chất lỏng hay nói cách khác bọt khí làm tăng mức độ xáo trộn của
chất lỏng.
GVGD: Th.s Nguyễn Việt Bách

Trang 13


Khuấy chất lỏng

Thực tập quá trình thiết bị - CNHH

Trong một số q trình khuấy phản ứng hóa học cần có sự tham gia của bọt khí như
q trình xử lý nước thải, hay một số phản ứng oxy hóa khác… thì bọt khí đóng vai trị
quan trọng. Tuy nhiên, đối với các loại phản ứng này thì người ta thường dùng cách
sục bọt khí vì sẽ có lợi hơn.
Đa số trường hợp thì bọt khí có hại vì:
- Bọt khí làm tăng lực va đập lên cánh khuấy, do đó làm tiêu tốn cơng vơ ích, tăng ma
sát và làm giảm hiệu suất khuấy. Để đạt công suất lớn thì cần phải tiêu tốn điện năng

lớn.
-Trong các sản phẩm mỹ phẩm, bọt khí làm giảm chất lượng và tính thẩm mỹ của sản
phẩm.
-Trong một số phản ứng hóa học kỵ khí, sự xuất hiện của bọt khí có thể phản ứng với
sản phẩm, làm giảm độ tinh khiết của sản phẩm và gây biến chất.
-Làm tiêu tốn công suất của động cơ do các phân tử khí hình thành đi từ dưới lên tác
dụng thêm một lực vào cánh khuấy làm động cơ cần tăng công suất để giữ tốc độ
khuấy ổn định như mức đã được cài đặt.
-Hiệu suất của q trình khuấy trộn bị giảm xuống.
-Khơng khí len lỏi vào gây oxi hoá hoặc các phản ứng hóa học khơng mong muốn làm
hư hỏng sản phẩm.
Với các q trình khuấy trộn khơng cho phép khơng khí tiếp xúc vào dung dịch khuấy
trộn thì bọt khí khi xuất hiện hầu như chỉ gây hại.





Làm tiêu tốn công suất động cơ.
Giảm hiệu suất q trình khuấy trộn.
Các dịng hồ trộn khơng đồng đều.
Khơng khí len lỏi vào gây oxi hố hoặc các phản ứng hóa học khơng

mong muốn làm hư hỏng sản phẩm.
 Sau khi khuấy trộn trong sản phẩm có thể cịn lẫn bọt khí làm giảm chất
lượng sản phẩm.
Câu 5. Nhận xét sự ảnh huongwrw của tấm chặn đến cong suất khuấy.
Cơng suất trường hợp có tấm chặn luôn lớn hơn công suất khuấy thành trơn tại cùng
vận tốc khảo sát.
• Trường hợp khơng có tấm chặn, có sự tạo thành xốy phễu, làm khơng khí xâm nhập

vào chất lỏng làm giảm hiệu quả của quá trình khuấy. Hiện tượng tạo phễu là khơng tốt
cho q trình khuấy.
GVGD: Th.s Nguyễn Việt Bách

Trang 14


Khuấy chất lỏng

Thực tập q trình thiết bị - CNHH

• Trường hợp lắp tấm chặn sẽ làm tăng trở lực dịng xốy trong lưu chất, do đó làm
tăng lực ma sát và làm tăng công suất khuấy. Đồng thời sẽ ngăn cản hiện tượng tạo
phễu, tăng hiệu suất khuấy.

GVGD: Th.s Nguyễn Việt Bách

Trang 15