Статический смеситель
 Рекламный образец спирального статического смесителя, заключенный в прозрачный трубчатый корпус. | |
| Использует | Смешивание |
|---|---|
| Связанные элементы | Магнитная мешалка , вихревой смеситель |
Статический смеситель — это устройство для непрерывного смешивания жидких материалов без движущихся компонентов. [1] Обычно смешиваемые жидкости являются жидкостями, но статические смесители также могут использоваться для смешивания газовых потоков, рассеивания газа в жидкости или смешивания несмешивающихся жидкостей . Энергия, необходимая для смешивания, возникает из-за потери давления при протекании жидкостей через статический смеситель. [2] Одной из конструкций статического смесителя является смеситель пластинчатого типа, а другой распространенный тип устройства состоит из элементов смесителя, содержащихся в цилиндрическом (трубчатом) или квадратном корпусе. Размер смесителя может варьироваться от примерно 6 мм до 6 метров в диаметре. Типичные конструкционные материалы для компонентов статического смесителя включают нержавеющую сталь , полипропилен , тефлон , ПВДФ , ПВХ , ХПВХ и полиацеталь . Последние разработки включают статические элементы смешивания, изготовленные из стали, покрытой стеклом.
Дизайн
Тип пластины
В конструкции пластинчатого типа смешивание осуществляется за счет интенсивной турбулентности потока. [3]
Проектирование с использованием корпусных элементов
В конструкции с размещенными элементами статические элементы смесителя состоят из ряда перегородок, изготовленных из металла или различных пластиков . Аналогично, корпус смесителя может быть изготовлен из металла или пластика. Конструкция с размещенными элементами включает метод подачи двух потоков жидкостей в статический смеситель. По мере того, как потоки движутся через смеситель, неподвижные элементы непрерывно смешивают материалы. Полное смешивание зависит от многих переменных, включая свойства жидкостей, внутренний диаметр трубки, количество элементов и их конструкцию. Фиксированные, как правило, спиральные элементы смесителя с размещенными элементами могут одновременно создавать модели разделения потока и радиального смешивания:
- Разделение потока: При ламинарном потоке обрабатываемый материал разделяется на передней кромке каждого элемента смесителя и следует по каналам, созданным формой элемента. На каждом последующем элементе два канала дополнительно разделяются, что приводит к экспоненциальному увеличению стратификации. Количество полученных страт равно 2 n , где n — количество элементов в смесителе.
- Радиальное смешивание: В турбулентном потоке или ламинарном потоке вращательная циркуляция обработанного материала вокруг собственного гидравлического центра в каждом канале смесителя вызывает радиальное смешивание материала. Обработанный материал перемешивается для уменьшения или устранения радиальных градиентов температуры, скорости и состава материала.
Приложения
Распространенным применением являются смесительные насадки для двухкомпонентных клеев (например, эпоксидной смолы ) и герметиков (см. Литье смолы ). Другие применения включают очистку сточных вод и химическую обработку. [4] Статические смесители могут использоваться на нефтеперерабатывающих заводах и рынках нефти и газа, например, при переработке битума [5] или для обессоливания сырой нефти. В производстве полимеров статические смесители могут использоваться для облегчения реакций полимеризации или для смешивания жидких добавок. [6]
История
Статический смеситель берет свое начало от изобретения смесительного устройства, поданного 29 ноября 1965 года компанией Arthur D. Little Company . [7] Это устройство было типом с корпусными элементами и было лицензировано корпорацией Kenics и продавалось как неподвижный смеситель Kenics. [8] Сегодня бренд Kenics принадлежит National Oilwell Varco . Патент на статический смеситель пластинчатого типа был выдан 24 ноября 1998 года Роберту У. Глэнвиллу из Westfall Manufacturing. [9]
Смотрите также
Ссылки
- ^ Пол, Эдвард Л. (2004). Справочник по промышленному смешиванию — наука и практика . Хобокен, Нью-Джерси: John Wiley & Sons. стр. 399, раздел 7-3.1.4. ISBN 0471269190.
- ^ Олбрайт, Лайл Ф. (2008). Справочник Олбрайта по химической инженерии . Boca Raton FL: CRC Press. стр. 682. ISBN 978-0824753627.
- ^ Гизеке, Томас. «Оценка гидродинамических механизмов, определяющих производительность статического смесителя Westfall». С. 28. Центр подводных боевых действий ВМС США и Westfall Manufacturing . Получено 19 мая 2016 г.
- ^ Бор, Томас П., «Статический смеситель как химический реактор», British Chemical Engineering , т. 16, № 7, 1971.
- ^ "Статический смеситель с переменным расходом Westfall позволяет перекачивать битум по трубопроводу". Marketwire . 4 декабря 2012 г.
- ^ "Markets & Applications". Sulzer Chemtech. Архивировано из оригинала 2012-06-30 . Получено 2011-07-04 .
- ^ CD Armeniades и др., патент США 3,286,992 Mixing Device, выдан 29 ноября 1965 г.
- ^ Аронс, Ирв (2008-07-23). "Хроники ADL: Одноразовый "неподвижный миксер"". Adlittlechronicles.blogspot.com . Получено 2011-07-04 .
- ^ Патентное ведомство США. «Патент США на статический смеситель».
