Funktionsprinzip des Mischers

Ein Mischer wird durch mehrere Parameter bestimmt, und es ist unmöglich, einen Mischer mit einem einzigen Parameter zu beschreiben. Wellenleistung (P), Schaufelausstoß (Q), Druckkopf (H), Schaufeldurchmesser (D) und Rührgeschwindigkeit (N) sind die fünf grundlegenden Parameter zur Beschreibung eines Mischers. Der Ausstoß der Schaufel ist proportional zur Durchflussrate der Schaufel selbst, der ersten Potenz der Schaufelgeschwindigkeit und der dritten Potenz des Schaufeldurchmessers. Die beim Rühren verbrauchte Wellenleistung ist proportional zum spezifischen Gewicht der Flüssigkeit, der Leistung der Schaufel selbst, der dritten Potenz der Geschwindigkeit und der fünften Potenz des Schaufeldurchmessers. Unter bestimmten Leistungs- und Schaufelform können Schaufelausstoß (Q) und Druckkopf (H) durch Ändern der Abstimmung von Schaufeldurchmesser (D) und Geschwindigkeit (N) angepasst werden, d. h. ein Mischer mit einer Schaufel mit großem Durchmesser und niedriger Geschwindigkeit (um sicherzustellen, dass die Wellenleistung unverändert bleibt) erzeugt einen höheren Durchflusseffekt und einen niedrigeren Druckkopf, während eine Schaufel mit kleinem Durchmesser und hoher Geschwindigkeit einen höheren Druckkopf und einen niedrigeren Durchflusseffekt erzeugt. Im Rührbehälter ist die einzige Möglichkeit, die Mikrogruppen miteinander kollidieren zu lassen, eine ausreichende Schergeschwindigkeit bereitzustellen. Aus Sicht des Mischmechanismus werden die verschiedenen Schichten der Flüssigkeit gerade aufgrund der unterschiedlichen Flüssigkeitsgeschwindigkeit miteinander vermischt. Daher ist jeder Mischvorgang immer mit der Schergeschwindigkeit der Flüssigkeit verbunden. Scherspannung ist eine Kraft, die der eigentliche Grund für die Blasendispersion und das Zerbrechen von Tröpfchen bei Mischanwendungen ist. Es muss darauf hingewiesen werden, dass die Schergeschwindigkeit der Flüssigkeit an jedem Punkt im gesamten Mischbehälter nicht konsistent ist. Die Untersuchung der Schergeschwindigkeitsverteilung zeigt, dass es in einem Mischbehälter mindestens vier Schergeschwindigkeitswerte gibt, und zwar: Experimentelle Studien haben gezeigt, dass in Bezug auf die Blattfläche, unabhängig von der Art des Paddels, bei konstantem Blattdurchmesser die maximale Schergeschwindigkeit und die durchschnittliche Schergeschwindigkeit mit zunehmender Geschwindigkeit zunehmen. Bei konstanter Geschwindigkeit hängt jedoch die Beziehung zwischen der maximalen Schergeschwindigkeit und der durchschnittlichen Schergeschwindigkeit und dem Blattdurchmesser mit der Art des Paddels zusammen. Bei konstanter Geschwindigkeit steigt die maximale Schergeschwindigkeit des Radialblatts mit zunehmendem Blattdurchmesser, während die durchschnittliche Schergeschwindigkeit unabhängig vom Blattdurchmesser ist. Diese Konzepte zur Schergeschwindigkeit der Blattfläche müssen bei der Konstruktion von Mischerverkleinerungen und -vergrößerungen besonders sorgfältig berücksichtigt werden. Im Vergleich zu großen Tanks weisen Mischer in kleinen Tanks häufig die Merkmale einer hohen Geschwindigkeit (N), eines kleinen Blattdurchmessers (D) und einer niedrigen Spitzengeschwindigkeit (ND) auf, während Mischer in großen Tanks häufig die Merkmale einer niedrigen Geschwindigkeit (N), eines großen Blattdurchmessers (D) und einer hohen Spitzengeschwindigkeit (ND) aufweisen.