Efektywność mieszania – homogenizacja medium w reaktorze Thaletec

Efektywność mieszania – homogenizacja medium w reaktorze Thaletec

Efektywność mieszania – homogenizacja medium w reaktorze Thaletec

Rys. 1 THALETEC – przerywacz strugi typu Delta o trójkątnym przekroju

HOMOGENIZACJA MEDIUM W REAKTORZE– NAJBARDZIEJ WYDAJNA Z PRZERYWACZEM STRUGI

THALETEC DELTA-BAFFLE

WPROWADZENIE

Czy istnieje idealny przepis na dozowanie medium do mieszalnika, aby jak najszybciej osiągnąć jednorodną mieszaninę? Jaki wpływ na czas, wydajność i efektywność mieszania ma przegroda (przerywacz strugi), niezależnie od rodzaju zastosowanego mieszadła? Takie pytania pojawiają się raz za razem, jeszcze do niedawna niknąc bez satysfakcjonującej odpowiedzi. Na Uniwersytecie Nauk Stosowanych Anhalt University of Applied Sciences w Köthen zostały przeprowadzone, w szerokim zakresie, badania systemu mieszania firmy THALETEC.

ZAKRES PRZEPROWADZONYCH BADAŃ

  • Wybór odpowiedniego miejsca dla doprowadzenia medium do reaktora

  • Jaki przerywacz strugi maksymalnie skraca wymagany czas mieszania? – w tym celu zbadano przegrodę łopatkową oraz przegrodę typu Delta

  • Która z nich skutkuje włożeniem najmniejszej pracy w proces mieszania?

OPTYMALNY PUNKT DOPROWADZENIA

Zgodnie z Rysunkiem 2, przygotowano trzy miejsca doprowadzające:

  1. Tuż przed przegrodą (przerywaczem strugi)

  2. Zaraz za przegrodą (przerywaczem strugi)

  3. Po przeciwnej stronie przegrody, w połowie długości promienia zbiornika

Efektywność mieszania – homogenizacja medium w reaktorze Thaletec

Rys. 2 Miejsca rozmieszczenia punktów doprowadzających

 

MIESZADŁO THALETECA TYPU RCI eco

Jako mieszadło zastosowano jednostopniowo typ RCI eco. W Tabeli 1 przedstawiono testowane konfiguracje przegród.

Przerywacze strugi zastosowano na maksymalnej głębokości zanurzenia.

Efektywność mieszania – homogenizacja medium w reaktorze Thaletec

Rys. 3 Mieszadło THALETEC typ RCI eco

Tabela 1. Badane konfiguracje przegrody

Typ i ułożenie przegrody

Opis

Rysunek

Przegroda łopatkowa

Przegroda wykonana z rurki dociśniętej na płasko, tworząca w przekroju zaokrąglony prostokąt

Efektywność mieszania – homogenizacja medium w reaktorze Thaletec

Przegroda Delta, ostrą krawędzią do przepływu

Przegroda w kształcie trójkąta równoramiennego, skierowana wierzchołkiem do przepływu

Efektywność mieszania – homogenizacja medium w reaktorze Thaletec

Przegroda Delta, płaską stroną do przepływu

Przegroda w kształcie trójkąta równoramiennego, skierowana bokiem do przepływu

Efektywność mieszania – homogenizacja medium w reaktorze Thaletec

CZAS MIESZANIA W ZALEŻNOŚCI OD PUNKTU DOZOWANIA ORAZ PRZEGRODY

Jak można zauważyć na rys. 5, dla każdego z badanych miejsc wprowadzających otrzymano inny czas mieszania wymagany do uzyskania mieszaniny jednorodnej. Największe zróżnicowanie czasów mieszania dla różnych przegród, występuje gdy medium podaje się przed przegrodą (A). W porównaniu z przegrodą łopatkową, konfiguracja przegrody Delta skierowanej bokiem do przepływu, pozwala uzyskać oszczędności w czasie mieszania na poziomie niemalże 40%.

W przypadkach pozostałych dwóch miejsc doprowadzenia medium (B, C), czas mieszania również różni się w zależności od zastosowanej przegrody, jednak różnice nie są tak znaczne. We wszystkich konfiguracjach oczywista jest przewaga przegrody Delta zorientowanej bokiem do przepływu – to ona pozwala na najkrótszy czas mieszania.

Idealny punkt na doprowadzenie medium, w połączeniu z przegrodą Delta skierowaną płaską stroną, znajduje się tuż przed przegrodą (A) lub, z niewielkimi zastrzeżeniami, za przegrodą (B).

Efektywność mieszania – homogenizacja medium w reaktorze Thaletec

Rys. 4 Dysza Premium na kołnierzu przegrody zapewnia optymalne, bez rozpylania, wprowadzanie medium

Przegrody Delta THALETEC posiadają na kołnierzu dodatkowy otwór – dyszę, która pozwala w łatwy sposób osiągnąć najbardziej optymalny punkt doprowadzenia medium, bez potrzeby dobierania do tego celu osobnego wyposażenia do reaktora. Wprowadzanie cieczy za pomocą tak zwanej „dyszy premium” pozwala również uniknąć rozpylania cieczy.

Efektywność mieszania – homogenizacja medium w reaktorze Thaletec

Rys. 5 Czas mieszania w zależności od miejsca doprowadzenia i zastosowanej przegrody, w odniesieniu do przypadku A z przegrodą łopatkową (najmniej korzystny przypadek)

SKUTECZNE DOPROWADZANIE MEDIUM Z MINIMALNĄ PRACĄ POTRZEBNĄ PROCESOWI MIESZANIA

Praca właściwa mieszania jest powiązana z pracą w objętości wypełnionego reaktora (w J/m3), wymaganą do osiągnięcia jednorodnego rozkładu medium w jego wnętrzu. Im mniejsza wartość tej pracy, tym bardziej energooszczędny i – co za tym idzie – bardziej ekonomiczny proces mieszania.

NAJBARDZIEJ WYDAJNY, ENERGOOSZCZĘDNY PRZERYWACZ STRUGI

Na rys. 6 przedstawiono pracę właściwą mieszania w zależności od liczby Reynoldsa, przy zastosowaniu przegrody Delta skierowanej bokiem do przepływu oraz przegrody łopatkowej. W obu przypadkach medium dostarczane jest przed przegrodą (A). Można wyraźnie dostrzec znaczną różnicę w pracy właściwej mieszania obu konfiguracji.

Efektywność mieszania – homogenizacja medium w reaktorze Thaletec

Rys. 6 Praca właściwa mieszania dla przegrody łopatkowej oraz Delta, przy doprowadzeniu medium przed przegrodą (A)

Przy średniej liczbie Reynoldsa Re = 85000, praca właściwa mieszania wynosi około 800 W∙s/m3 dla przegrody Delta, co w porównaniu z około 1 600 W∙s/m3 dla przegrody łopatkowej daje blisko połowę zaoszczędzonej energii!

Bazując na otrzymanych wynikach, zastępując bardzo powszechne w użyciu przerywacze strugi łopatkowe przegrodą typu Delta, podczas procesu homogenizacji w reaktorze można zużyć nawet dwa razy mniej energii.

Korzystając z najlepszej dostępnej technologii przegród, a mianowicie THALETEC Delta-Baffle, wybór miejsca doprowadzenia medium znacząco wpłynie na zużycie potrzebnej energii – na pracę mieszania.

Najniższa praca właściwa mieszania osiągnięta jest, gdy medium wprowadza się do reaktora tuż przed przerywaczem strugi.

Wprowadzanie medium przed przegrodą (A), w porównaniu do wprowadzania go po przeciwnej stronie (C), daje poprawę rezultatów o około 30% (dla Re=85000).

Oferujemy bezpłatne konsultacje oraz dobór odpowiednich urządzeń armatury przemysłowej.

Kontakt : office@corol.pl

Na podstawie informacji z firmy THALETEC

Opracowała: mgr inż. Marcelina Lewandowska

COROL Janikowo, czerwiec 2020

Zobacz również: http://www.corol.pl/oferta/aplikacje-przemyslowe/reaktory-emaliowane-wraz-z-osprzetem-thaletec/