ΑΝΑΔΕΥΣΗ Αιώρηση σωματιδίων Ανάμιξη αναμίξων υγρών Ανάμιξη μη αναμίξιμων υγρών (γαλακτώματα) Διασκορπισμό αερίων σε υγρά Διαλυτοποίηση Εναλλαγή θερμότητας Χημικούς αντιδραστήρες
Αποδοτική ανάδευση: αξονική ροή ακτινική ροή Αξονική ροή Ακτινική ροή Εφαπτομενική ροή Αποδοτική ανάδευση: αξονική ροή ακτινική ροή Εφαπτομενική ροή → σχηματισμός δίνης (χοάνης περιδίνησης)
Αποφυγή δίνης 1. Έκκεντρη τοποθέτηση προωθητήρα 2. Τοποθέτηση προωθητήρα με κλίση 3. Τοποθέτηση ανακλαστήρων 4. Χρήση δακτυλίου διάχυσης 5. Χρήση τετράγωνης δεξαμενής 6. Πλήρωση κλειστής της δεξαμενής
Έλικες: κυρίως αξονική ροή διάλυση αιώρηση γαλακτώματα ομογενοποίηση Στρόβιλοι: κυρίως ακτινική και εφαπτομενική ροή διάλυση αιώρηση χημικοί αντιδραστήρες εναλλαγή θερμότητας
Κριτήριο Euler: Εu=f(Re, Fr, S1, S2,…Sn) Δυνάμεις πίεσης -------------------------- Δυνάμεις αδρανείας Χοάνη περιδίνησης Δυνάμεις αδρανείας -------------------------- Δυνάμεις τριβών Δυνάμεις αδρανείας -------------------------- Δυνάμεις βαρύτητας ΔΡ ΔΡ Eu = ------, u ≈ n.Da, Eu = ------------ ρ.u2 ρ(n.Da)2 u2 n2.Da2 n2.Da Fr = ------ = -------- = --------- g.d g. Da g u.d.ρ n.Da2.ρ Re < 10, Re >104 Re = -------- d = Da , u=n.Da Re = -----------, η η στρωτή ροή τυρβώδη ροή
N = f(n, Da, μ, gc, ρ) ΔΡ ΔΡ Eu = ------ = ------------ ρ.u2 ρ(n.Da)2 Ν ΔΡ = -------- n.Da3 N Eu = ------------ ≡ KN ρ.n3.Da5 Μεγάλη ισχύς = Μεγάλος βαθμός στροβιλισμού = Αποδοτικότερη ανάδευση
Πλήρως ανεπτυγμένη ροή, Re>104, χρήση ανακλαστήρων Δεν υπάρχει χοάνη περιδίνησης το κριτήριο Fr δεν επηρεάζει την ανάδευση Φ=ΚΝ
Diagram of a chemical reactor in organic synthesis
A line diagram illustrating a continuous stirred tank reactor A CSTR reactor, used to make poly(ethene) in bulk. By kind permission of Total.
Σε μια δεξαμενή αναδεύεται υγρό latex (ρ = 800 kg/m3, η = 1 Ns/m2) με ναυτική προπέλα (τετρ. βήμα, 3 πτερύγια, D = 0.36 m, C = 0.50 m) και ανακλαστήρες διαθέτουμε κινητήρα 8 kW. Μπορεί να λειτουργήσει στις 800 RPM; Δίνεται το διάγραμμα Φ=f(Re) για την προπέλα n.Da2.ρ Re = -----------, η Re = (800/60).0,362.800/1 = 1.382 Φ=ΚΝ = 0,9 N ΚΝ = ------------ = 0,9 ρ.n3.Da5 Ν =0,9.ρ.n3Da5 =0,9.800.(800/60)3.0,365 = 10,3 kW > 8kW Δεν διαθέτει την απαιτούμενη ισχύ για 800 RPM