Persamaan Desain Mixer Gradient Rasio-Ed Velocity

Persamaan Gradien Kecepatan diciptakan pada tahun 1940 untuk membantu menstandardisasi pemilihan desain mixer.

Persamaan untuk gradien kecepatan, G adalah:

G = (Power / (Dynamic Viscosity x Tank Volume))1/2(Persamaan 01)

Unit-unitnya adalah:

Daya = Watt = Joule / S = N m / S

Viskositas Dinamis = NS / m2

Volume = m3

Logika persamaannya adalah:

1. Efek daya dalam persamaan: G Proporsional dengan Akar daya. Jika Power naik maka nilai G akan naik.

2. Efek Viskositas dalam persamaan: jika viskositas meningkat, nilai G akan berkurang, jadi jika produk berubah dari air menjadi madu maka nilai G akan berkurang. Oleh karena itu untuk mempertahankan nilai G dengan peningkatan viskositas maka daya listrik perlu ditingkatkan.

3. Efek volume dalam persamaan: Jika volume meningkat maka nilai G akan berkurang, jadi jika tangki yang lebih besar digunakan maka kita perlu meningkatkan daya untuk mempertahankan gradien kecepatan.

Persamaan hanya melihat 3 properti: Daya, Viskositas, dan Volume yang memuaskan jika semua jenis impeler sama.

Perspektifitas persamaan terbatas karena tidak memperhitungkan 3 parameter berikut: (1) distribusi aliran yang dapat dihasilkan oleh berbagai jenis dan ukuran impeler, (2) intensitas aliran yang dihasilkan oleh berbagai impeler pada berbagai kecepatan dan (3) berbagai konfigurasi dan rasio dimensi tangki.

Persamaan ini dapat digunakan dalam keadaan sempurna di mana semua jenis impeler adalah sama, semua kecepatan mixer adalah sama dan semua rasio dimensi dari sistem pencampuran adalah sama. Dengan penemuan impeler baru dan ketersediaan variasi kecepatan yang sangat besar, pembatasan persamaan gradien kecepatan menjadi jelas. Berikut ini contohnya:

Pertimbangkan 2 sistem pencampuran berikut:

Sistem Pencampuran A – Sistem Aliran Terkonsentrasi

Volume Tangki: 1 m3 (1,15 diameter x 1 m H)

Ukuran Impeller: diameter 300 mm

Impeller Type: Pitch Blade Turbine

Viskositas 1 NS / m2

Kecepatan 100 RPM

Daya: 11.25 Watt

Kapasitas pemompaan: 33,75 kg / S

Kecepatan rata-rata tangki: 1,98 m / mnt

Nilai G akan = (11,25 / (1 x 1)) ½ = 3,35

Sistem Pencampuran B – Sistem Aliran Terdistribusi

Sekarang mari kita mengambil tangki yang sama dan menggunakan turbin efisiensi tinggi dengan kecepatan lambat.

Volume Tangki: 1 m3 (1,15 diameter x 1 m H)

Ukuran Impeller: diameter 480 mm

Impeller Type: Efisiensi Tinggi Incline turbin mixer

Viskositas 1 NS / m2

Kecepatan 64 RPM

Daya: 11.25 Watt

Kapasitas pemompaan: 65,8 kg / dtk

Kecepatan rata-rata tangki: 3,7 m / mnt

Nilai G akan = (11,25 / (1 x 1)) ½ = 3,35

Ketika Anda melihat nilai G yang sama dapat menghasilkan 2 kecepatan tangki rata-rata yang berbeda dengan 2 kondisi impeller yang berbeda.

Sistem A lebih sesuai untuk sistem yang memerlukan kecepatan aliran terkonsentrasi untuk mencegah pengendapan padatan berat di bagian tertentu dari tangki.

Sistem B lebih cocok untuk sistem seperti pencampuran cairan-cair viskositas rendah di mana distribusi aliran tangki yang baik diperlukan.

Concentrated Fluid Velocities Verses Distributed Fluid velocities

Sistem pencampuran dengan impeller kecil dan kecepatan tinggi akan menghasilkan kecepatan yang sangat terkonsentrasi. Arus dapat diarahkan pada arus sempit ke dasar atau dinding tangki dan stall yang dihasilkan hanya pencampuran terkonsentrasi dan distribusi aliran tangki keseluruhan yang buruk.

Rekomendasi

Untuk mengatasi keterbatasan, kecepatan gradien dalam desain pencampuran dapat dicapai dengan menyertai nilai ini dengan diameter impeller minimum atau kecepatan pencampuran. Diameter impeller minimum dapat dinyatakan sebagai% dari diameter tangki.

Misalnya dalam sistem di atas jika konsultan itu bertujuan untuk kecepatan tangki rata-rata 3,7 m / menit yang terdistribusi dengan baik maka harus menentukan yang berikut: "Nilai G harus lebih besar dari 3,35 dan diameter impeller harus setidaknya 40% dari diameter tangki. "

Alternatif untuk ini adalah untuk menentukan sistem pencampuran dengan gradien kecepatan rasio-ed. Persamaan gradien kecepatan rasio adalah:

Gr = ((Power / (Dynamic Viscosity x Tank Volume))1/2 ) x (Di2/ Dt2) (Eq 02)

Dimana diameter Di = impeller m dan Dt = diameter tangki dalam meter.

Jika kita menerapkan persamaan di atas ke sistem mixer A dan B kita mendapatkan gradien kecepatan rasio-0,23 untuk Sistem A dan 0,58 untuk sistem B.

Pada contoh sebelumnya, gradien kecepatan bisa ditetapkan lebih besar dari 3.3. Di tempat ini, perancang dapat menentukan gradien kecepatan rasio-menjadi lebih besar dari 0,5.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *