EuroScale – looginen lähestymistapa sekoittamiseen

Euromixers EuroScale -suunnittelumenetelmää on kehitetty auttamaan yhdistämään sekoitusongelmia tarvittavaan sekoitukseen yksinkertaisella ja kvantitatiivisella tavalla.

Käsitellyt sovellukset sisältävät nesteen liikkeen nestemäisen, kiinteän tai kaasufaasin kosketuksen edistämiseksi jatkuvalla nestefaasilla.
Erot näiden kahden vaiheen vuorovaikutuksessa jatkuvan nestefaasin kanssa muodos- tavat perustan kolmelle pääluokan sekoittumiselle.

Nestemäinen Sekoittaminen

Nestemäinen – Nestemäinen
kosketus kaikkiin nestemäisiin faasiin

Kiinteät Suspensiot

Nestemäinen – Kiinteät
aineosat kiinteiden aineiden suspendoimiseksi nestefaasissa

Kaasun Hajonta

Nestemäinen – Kaasu
nestemäisessä faasissa olevan kaasun dispersiota varten

EuroScale-menettelyihin kuuluu – sekoitustavan identifiointi, relevanttien prosessitietojen analysointi ja sekoitusratkaisun optimointi hyödyntäen sisäisen ja käytännön kokemuksen omaavan erikoisohjelmiston yhdistelmää. Seuraavassa on yhteenveto tärkeimmistä luokista yhdessä määritelmän, vaikeusparametrin ja prosessidatan kanssa, jotka ovat tarpeen sekoitusongelman täydelliselle kuvaukselle.

Nestemäinen Sekoittaminen

Kahden tai useamman sekoitettavan nestemäisen komponentin sekoittaminen yhtenäisempiin koostumukseen. Sekoitusongelman vaikeus voidaan määritellä komponenttien neste-viskositeettien ja komponentti-nesteen ominaispainojen välillä. Prosessidatan, joka vaaditaan sekoitusajan laskemiseen ja sekoitusratkaisun aikaansaamiseksi:

  1. Erän koko ja säiliön mitat.
  2. Komponentin nestemäiset viskositeetit.
  3. Nesteelle ominaiset painovoimat.
  4. Nestemäisten komponenttien suhde tai suhteellinen määrä.
  5. Euro-asteikko sekoitustasolla.

Kiinteät Suspensiot

Kiinteiden hiukkasten suspensio nesteeseen lietteen muodostamiseksi. Sekoitusongelman vaikeus voidaan määritellä kiintoaineen asettumisnopeudella nesteessä. Prosessidatan, jonka edellytetään laskeaksesi laskeutumisnopeuden ja tarjotaksemme sekoitusratkaisun:

1. Erän koko ja säiliön mitat.
2. Nestemäisten ja kiinteiden ominaisuuksien vakavuus.
3. Nestemäinen viskositeetti.
4. Paino% kiintoaineista lietteessä.
5. Keskimääräinen hiukkaskoko.
6. Euro-asteikko.

Kaasun Hajonta

Kaasun dispergointi nesteeseen kaasun dispersion muodostamiseksi.
Sekoitusongelman vaikeus voidaan pidentää nesteen kaasupurkausnopeudella. Prosessidatan, jonka edellytetään laskevan lävistysnopeuden ja tarjotaksemme sekoitusratkaisun:

1. Erän koko ja säiliön mitat.
2. Nestemäisten ja kaasumaisten ominaisuuksien vakavuus.
3. Nestemäinen viskositeetti.
4. Kaasutason määrä L / s tai m3 / h.
5. Kaasu-nestemäinen reaktioaste, jos tiedetään.
6. Euro-asteikko hajonta.

Erän koko  – määritellään säiliön nesteen työstömääränä, tämä saattaa vaihdella ajan kuluessa, kuten aluksen täytön tai tyhjennyksen aikana, normaalisti pienimmän erän korkeuden säiliön korkeusaste> 0,2. On myös tärkeää tietää säiliön suunta ja geometria, mikä auttaa edelleen määrittämään ihanteellisen juoksupyörän tyypin, määrän, koon ja sijainnin sovellukselle. Käyttötietoja, kuten lämpötiloja ja paineita, on myös määriteltävä arvioimaan ja tekemään koneen valinta, joka auttaa ylläpitämään kriittisiä prosessiolosuhteita. Monissa sovelluksissa kaikki nesteiden, kiinteiden aineiden ja kaasun kaikki vaiheet ovat kosketuksissa toisen nesteen kanssa. Tällöin euro-asteikkoa voidaan käyttää kullekin luokalle ja laitteiston valinnalle vaikein ja siten hallitseva sekoitusongelma.

EuroScale – selitetty

Kaikkien sekoitusongelmien ratkaisemiseksi on välttämätöntä saavuttaa haluttu prosessitulos. Kuitenkin on usein vaikeaa ilmoittaa tätä tarkkuudella tai yhdistää se tiettyyn juoksupyörään, joten ennen eri sekoittajavaihtoehtojen harkitsemista tarvitaan sopiva prosessivaste, joka toimii perustana optimaalisen sekoitusratkaisun määrittämiselle.

Nestemäinen sekoitus  – Sekoituksen voimakkuus liittyy panoksen pintavirtausnopeuteen, tämä on keskimääräinen nopeusarvo, jota käytetään nestevirtauksen laskemisessa johtuen nopeusjakauman monimutkaisuudesta eräsekoitusjärjestelmässä.

Pinnallinen nopeus voidaan laskea seuraavasti:

Missä

Latex formula

Vb (m/min) – pinnallinen nesteen nopeus erän
Q (m3) – tilavuusvirta nesteen erän
A (m3) – poikkileikkauspinta-ala nesteen erän

Kun otetaan huomioon teoreettinen analyysi, kokeelliset tulokset ja laaja käytännön kokemus, tiedämme myös, että sekoitusvoimakkuus ja näin ollen nesteen nopeus muuttujana mittakaavassa tuottavat> 90% menestystä tuotantomittakaavassa. Siksi prosessivaste nestemäiselle sekoitukselle perustuu panoksen pinnalliseen nopeuteen. Mitä suurempi erotus nestemäisten komponenttien viskositeeteissa ja spesifisissä painovoimissa, sitä suurempi on pinnallinen nopeus ja sitä suurempi sekoitusasteikko.

Ajatus 1-10 asteikosta on ehdotettu hyödylliseksi ja yksinkertaiseksi menetelmäksi, jonka avulla asiakkaat voivat määrittää vaaditun sekoitusvoimakkuuden.

Juoksupyörän volumetrinen purkautumisnopeus, joka toimii tietyllä nopeudella, joka on mitattu juoksupyörällä jaettuna työtilavuuden kokonaistyötilavuudessa (Q / V), ilmaisee sekoitusastetta säiliön liikevaihdon suhteen. Tämä on yksinkertainen, mutta laajalti käytetty peruste sekoittimen mitoitukselle teollisuudessa, ja se määritellään kuinka monta kertaa säiliön koko nestemäinen sisältö kiertyy koko sarjatilavuuden ajan yksikköä kohden. Liikevaihdosta voidaan saada aikaan sekoitusaika tai sekoitusaika, joka tarvitaan ennen kuin erä saavuttaa täydellisen homogeenisyyden sekoittuvien nestemäisten järjestelmien suhteen. Nyt olennaiset sekoitusparametrit on tunnistettu, alla oleva taulukko osoittaa pinnallisen nopeuden suhteen EuroScale-tasolle ja miten sekoituskykyä voidaan kuvata asteikon kasvaessa.

Esimerkki perustuu:

  • Säiliö halkaisijaltaan 1500 mm ja työskentelymäärä 3m3.
  • Perustuu kaksiosaiseen nestemäiseen järjestelmään.
  • Pienen viskositeetin pitoisuus suhde korkean viskositeetin komponenttiin on 5:1.
  • Mid-range SG: ää ja viskositeettia on käytetty kullekin Euro-asteikolle.
EuroScale Pinnallinen Nopeus (m/min) Prosessin Suorituskyky Liikevaihto (min-1) Sekoitusaika  (min)
1 1.8 Lievä Sekoittamisen

Erittäin hitaasti mieliin virtaus sekoittuvilla komponenteilla. Flat-pinnan liike. Prosessin tavoite: sekoitus homogeenisuuden täydentämiseksi.

Rajoittava alue: SG < 0,1 Viskositeetti ratios < 100

Esimerkki Sekoitusasteikolle 2:

Keskimääräinen SG = 1.05

Maks. Viskositeetti = 50cP

Q/V = ​​2,4

5
2 3.7
3 5.5 Keskitasoinen Intensiteetti Sekoittamisen

Medium -virtaus, jolla on tyypillisiä keskimääräisiä viskositeetteja.
Tehokas useimpiin sovellusalueisiin prosessiteollisuudessa.
Rippling pintaliike alhaisilla viskositeeteilla.
Prosessin tavoite: sekoitus homogeenisuuden täydellisyyteen.

Rajoittava alue: SG < 0.4 Viskositeetti ratios < 7,500

Esimerkki Sekoitusasteikolle 4:

Keskimääräinen SG = 1.2

Maks. Viskositeetti = 740cP

Q/V = ​​4.1

15
4 7.3
5 9.2
6 11.0 Korkea Intensiteetti Sekoittamisen

Korkea virtaus vaikea sekoittaa komponentteja.
Fast rippling pinnan liikkeessä matalilla viskositeetilla.
Prosessi tavoite: sekoitus täydelliseen homogeenisuuteen.

Rajoittava alue: SG < 0.6 Viskositeetti ratios < 50.000

Esimerkki Sekoitusasteikolle 7:

Keskimääräinen SG = 1.3

Maks. Viskositeetti= 4,250cP

Q/V = ​​5.3

25
7 12.8
8 14.6
9 16.5 Väkevä Sekoitus

Erittäin suurta virtausta hyvin vaikeissa sovellutuksissa.
Herkkä pintaliike alhaisilla viskositeetilla.
Prosessin tavoite: sekoitus homogeenisuuden täydellisyyteen.

Rajoittava alue: SG < 1.0 Viskositeetti ratios < 100.000

Esimerkki Sekoitusasteikolle 9:

Erän tilavuus = 3m³ Määrä SG = 1,5

Maks. Viskositeetti = 15,000cP

Q/V = ​​3,6

65
10 18.3

Taulukkoavaimella määritelmät

Prosessitavoite:
saavutetaan haluttu prosessitulos.

Täydellinen homogeenisuus: Täydellinen homogeenisuuden
aste perustuu empiirisesti johdettuun yhtälöön, joka laskee nesteen sekoittamiseen tarvittavan ajan 5 prosenttiin lopullisesta konsentraatiosta eli> 95% homogeenisuudesta.

Rajoitusalue:
Perustuu monikomponenttijärjestelmään, jossa SG- ja viskositeettisuhteet eroavat jokaisen asteikon rajoissa.

Kuten yllä olevasta esimerkistä voi nähdä, kun sekoittamisen voimakkuus kasvaa; lisäämällä sekoitusasteikkoa; liikevaihto kasvaa yleensä nesteen nestemäärän lisääntymisen vuoksi. Keskimääräisen viskositeetin kasvu kuitenkin pienentää juoksupyörän kykyä pumppaamaan nestettä tehokkaasti ja tämä johtaa lopulta pienempään liikevaihtoon 15 000 cP-tapauksessa.

Siksi on syytä huomata, että säiliöiden liikevaihdon määrä riippuu sekoittimen määrästä sen sijaan, että se sekoittaisi voimakkuutta, jolloin hidas nopeus sekoittuminen suurten juoksupyörän kanssa voi tuottaa suuremman liikevaihdon kuin nopea sekoittaminen pienen juoksupyörän kanssa. Siirtyminen hitaaseen nopeuteen sekoittuu yhä tärkeämmäksi suuremman viskositeettinesteiden sekoittamiseksi laminaarisessa järjestelmässä, joka voi olla herkkä leikkaukselle, mukaan lukien nesteet, joissa monimutkainen reologia on usein yhdistelmä kunkin sekoituslaadun yhdistelmästä vaaditaan yhdellä eräjärjestelmällä; makrotasapainoinen sekoittaminen irtotavaran liiketaloudelle ja mikroaaltosekoittaminen suuren leikkausvoiman homogenoinnille. Tuloksena on, että liikevaihdosta saatu sekoitusaika kasvaa viskositeetin kasvun vuoksi. On syytä huomata, että sallitut sekoitusajat ovat tyypillisesti pidempiä korkeamman viskositeetin sekoittamista varten, joten sekoitusasteikon tarkoitus on pitää sekoitusaika kohtuullisessa raja-arvossa maksimaaliselle teholle samalla kun vältetään epäkäytännöllinen ja ylikokoinen sekoittimen valinta. Viime kädessä vastaus, jonka meidän on annettava sekoittimen sovellusinsinöörin käytännön kokemuksesta laajalla prosessisovelluksella, tai uuden sekoitusprosessin tapauksessa pilottitestaus voi olla perusta laitteiden valinnalle ja laajentumiselle.

Kiinteät Suspensio

Kiinteiden suspensioiden prosessivaste on suhteellisen helppo kvantitoida ja se voidaan määrittää suspensiotasojen ja kiinteiden aineiden jakautumana nestemäisessä erässä. Erillinen taso, jolla suurin osa kiinteistä aineista nousee nesteessä; Tätä kutsutaan pilvikorkeudeksi ja ilmaistaan ​​prosenttiosuutena nestemäisen erän korkeudesta. Tämän korkeuden alapuolella oleva neste on kiintoainepitoista, mutta sen yläpuolella harvaan asuu muutamia kiinteitä hiukkasia. Nyt kun olemme löytäneet olennaiset sekoitusparametrit, alla olevassa taulukossa osoitamme pilvikorkeuden suhteen Euro-asteikkoon ja miten sekoituskykyä voidaan kuvata asteikon kasvaessa. Liikevaihto on laskettu esimerkkien joukosta vertailukohdaksi.

Esimerkki perustuu:
Säiliö 2500mm halkaisijaltaan, jonka työmäärä on 8,8m3 5% kiintoaineilla keskimääräisellä hiukkaskoolla = 100um.
Nestemäinen SG otetaan 1,0, kiinteä SG otettuna 3,0 ja nesteiden viskositeetti 1 cP: ksi.
Juoksupyörän nopeus on ainoa muuttuja, jossa juoksupyörän halkaisija suositellaan D/T = 0,3 nestemäisellä viskositeetilla.

EuroScale Jousitustaso Pilven Korkeus (%) Liikevaihto (min-1)

1

Alhaalta ripustettuna

Käytetään sovelluksissa, joissa tarvitaan vähän suspensiota.
Käytetään pääasiassa kiinteiden aineiden liikkuessa estämään
kerääntymistä säiliön pohjalle.

41.6

2.2

2

3

Off-aluspaneeli

Riittävät suurimpaan kiintoainesuspensioon, jossa kaikki kiinteät aineet on ripustettava kokonaan tankin pohjalta.

59.4

3.1

4

5

6

Päältä 80% homogeenisuus

Sovelluksissa, joissa vaaditaan suurempaa suspension korkeutta
suhteessa eräkorkeuteen.

80.2

4.2

7

8

9

Päältä 100% homogeenisuus

Sovelluksissa, joissa kiintoaineita on ripustettava
tasaisesti koko sarjatilavuuteen.

100

5.3

10

Kuten yllä olevasta esimerkistä voi nähdä, kun sekoittamisen voimakkuus kasvaa; lisäämällä sekoitusasteikkoa; sekoitusnopeus nousee, jotta kiintoaineet suspendoidaan suuremmille pilvikorkeuksille. Tämä puolestaan ​​lisää liikevaihtoa, koska nesteen virtausnopeus kasvaa säiliön sisällä.

Täydentävästä testauksesta voidaan päätellä, että:

  • Kun kiintoaineiden ja hiukkaskoko kasvaa, vaaditaan suurempaa sekoittumisnopeutta vaaditun suspensioasteen saavuttamiseksi.
  • Kun erän tilavuus kasvaa, sekoitusnopeus pysyy vakiona vaaditun suspensioasteen saavuttamiseksi, mutta tämä johtaa pienempään liikevaihtoon.
  • Kun nesteen viskositeetti kasvaa, sekoitusnopeus kasvaa suuremman virtausvastuksen torjumiseksi. Siten liikevaihto kasvaa,
    koska nyt tarvitaan enemmän liikevaihtoa samalla tasolla.

Kaasun Hajonta

Prosessivastaus kaasun dispersioon on melko helppo määritellä ja se voi perustua panoksen pinnalliseen kaasunopeuteen, laskettuna ottamalla kaasun tilavuusvirta ja jakamalla se säiliön poikkipinta-alaan.

Prosessitavoite on tyypillisesti massansiirto. Täydellistä dispersioa varten suoritettava eräaikaa voidaan säätää tuottamalla tarvittava kupla, joka vaikuttaa massansiirtonopeuteen. Tämä määrittää kaasunesteen reaktioajan, jolloin hitaammissa reaktioissa vaaditaan hienompaa dispersioa eli pienempiä kuplia.

Meillä on kolme yksinkertaista ryhmää kuvaamaan prosessin reaktiota kaasun dispersioon:

  • Pienakaasun Hajotus – Juoksupyörä on tulva ja kaasun virtaus juoksupyörän läpi on vähäistä.
  • High Gas Dispersion – Kaasu on täysin hajaantunut säiliön seinään.
  • Uniform Gas Dispersion – Kaasu on täysin dispergoitu säiliön seinämään ja kierretty juoksupyörän alle.

Start typing and press Enter to search