How to Select a High Viscosity Mixer: Impeller Types, Torque, and Design

Stați în fața unui reactor de 5.000 de litri care conține șlam de anod de baterie cu litiu și problema devine evidentă: rotorul se rotește, suprafața abia se mișcă și doar o mică zonă din jurul arborelui pare bine amestecată. Acesta este efectul de cavernă și este motivul pentru care agitatoarele obișnuite cu vâscozitate scăzută eșuează imediat ce produsul trece de câteva mii de centipoise. Concluzia practică este mai simplă decât mecanica fluidelor din spatele ei - a Mixerul cu vâscozitate ridicată este selectat după geometria rotorului, cuplul redus de angrenaj și spațiul liber lângă perete, nu numai după dimensiunea motorului .

Ce face diferit amestecarea cu vâscozitate ridicată

Fluxul laminar modifică regulile

Apa are o vâscozitate de aproximativ 1 cP. Mierea este aproape de 10.000 cP. O acoperire care poate fi întinsă poate atinge 100.000 cP sau mai mult. Odată ce produsul depășește aproximativ 5.000 cP, fluxul turbulent dispare în mod esențial. Fluidul se mișcă în straturi netede, paralele, iar amestecarea are loc prin forfecare și circulație în vrac în loc de vâltoare. Acesta este motivul pentru care un mixer cu vâscozitate mare nu poate fi pur și simplu o versiune mai mare a unui agitator de apă - trebuie proiectat încă de la început pentru condiții laminare .

Efectul de peșteră și zonele moarte

Într-un rezervor cu fluid gros, un rotor rotativ creează o „cavernă” relativ bine amestecată în jurul său, în timp ce restul produsului se rotește lent sau rămâne aproape staționar. Rezultatul sunt zone moarte la peretele rezervorului, sub rotor și aproape de suprafață. Contramăsura standard este de a crește diametrul rotorului în raport cu diametrul rezervorului (raportul D/T) și de a adăuga elemente de ștergere care răzuiesc continuu peretele vasului și returnează produsul în zona de amestecare.

Alegerea rotorului potrivit pentru fluide groase

Nu există un singur "cel mai bun" rotor de mixer cu vâscozitate ridicată. Alegerea corectă depinde de cât de gros este produsul, dacă aveți nevoie de transfer de căldură, dacă produsul se lipește de perete și cât de des schimbați loturile. Tabelul de mai jos rezumă cele mai frecvente modele utilizate în industrie.

Agitatoare de ancorare și cadru

Rotoarele de ancorare urmează conturul intern al vasului, astfel încât ele mențin produsul în mișcare de-a lungul peretelui și promovează transferul de căldură prin manta. Când produsul este lipicios sau tinde să se coacă pe perete, a agitator cadru cu lame racletoare pentru produse cu vascozitate mare este opțiunea mai fiabilă, deoarece racletele dezlipesc continuu materialul de pe suprafață. Aceste modele se potrivesc la reactoare, rezervoare de stocare și ibrice de acoperire în intervalul 10.000 până la 100.000 cP.

Paleta de agitare de tip cadru KSG cu racletă pentru producători de înaltă vâscozitate, OE Jiangsu Top Intelligent Technology Co., Ltd este ChinaKSG Paleta de agitare de tip cadru cu racletă pentru producătorii și furnizorii de vâscozitate înaltă... Vizualizare produs →

Rotoare elicoidale cu bandă

Când lotul devine mai gros de aproximativ 50.000 cP, o singură ancoră sau cadru adesea nu poate genera suficientă cifră de afaceri de sus în jos. O panglică elicoidală forțează întreaga masă în sus de-a lungul arborelui și în jos la perete, dând circulația de care lipsește modelele de ancorare. Acest lucru face ca paletă de agitare combinată cu bandă spirală pentru agitatoare cu vâscozitate ridicată o alegere comună pentru soluții polimerice, etanșanți, șlamuri de baterii și paste grele de până la 1.000.000 cP.

ZLG Spiral Panglică Combinat Paddle de agitare Producători de agitatoare de înaltă vâscozitate Jiangsu Top Intelligent Technology Co., Ltd este ChinaZLG producător de agitator de înaltă vâscozitate cu paletă de agitare combinată cu panglică spirală și ... Vizualizare produs →

Mixere planetare: Când lotul merge mai departe

Peste câteva sute de mii de centipoise sau când produsul conține cantități mari de pulbere uscată, mixerele planetare devin practice. Rotoarele lor se rotesc pe propriile axe în timp ce orbitează rezervorul, măturând întregul volum al vasului fără zone moarte. Compensația este complexitatea mecanică și costul, motiv pentru care ar trebui selectate numai atunci când geometriile mai simple s-au dovedit insuficiente.

Geometrie, montaj și aplicație

Intrare de sus vs. Intrare de jos vs. Intrare laterală

Configurația de montare este adesea decisă de rezervorul însuși. Mixerele cu intrare de sus sunt cele mai comune pentru reactoare și vase sub presiune, deoarece arborele trece direct prin gaura de vizitare sau o duză dedicată. Când produsul este extrem de vâscos, a malaxor cu cadru de înaltă vâscozitate menține motorul deasupra lichidului și permite ca diametrul rotorului să fie dimensionat aproape de peretele vasului. Mixerele cu intrare in jos și laterală sunt mai compacte, dar creează provocări de etanșare și întreținere, în special în cazul nămolurilor abrazive sau a produselor care se depun.

TOPA002 Producători de mixere cu intrare de sus cu cadru de înaltă vâscozitate, furnizori OEM - Jian Jiangsu Top Intelligent Technology Co., Ltd este producători și furnizori de mixere cu cadru de înaltă vâscozitate ChinaTOPA002, oferind OEM ... Vizualizare produs →

Raportul dintre diametrul rotorului și diametrul rezervorului devine cea mai vizibilă diferență de proiectare între instalațiile cu vâscozitate scăzută și cele cu vâscozitate ridicată. Un rotor de turbină standard utilizează doar aproximativ o treime din diametrul rezervorului; un rotor cu vâscozitate mare ar trebui să acopere mai mult de nouă zecimi din acesta.

Exemple de procese reale

În industria chimică, mixerele cu cadru și panglică se ocupă de cazane de rășină, adezivi și paste în care calitatea produsului depinde de temperatura uniformă și de absența zonelor moarte. The referințe la proiecte pentru industria chimică pe acest site arată cum aceeași geometrie a cadrului se adaptează la diferite dimensiuni ale reactoarelor și cerințelor de etanșare. În producția de baterii cu litiu, șlamurile anodului și catodic sunt de obicei non-newtoniene, adică vâscozitatea lor se modifică odată cu viteza de forfecare; cel Referințele proiectelor din industria bateriilor cu litiu ilustrați de ce analiza CFD și selecția materialelor contează mai mult decât o simplă evaluare cP. În acoperiri, cererea obișnuită este pentru un mixer cu vâscozitate mare care poate dispersa pigmentul într-o rășină fără aerarea lotului.

Putere, cuplu și greșeli de specificații comune

Gândiți-vă mai întâi la cuplu

Cea mai frecventă eroare este de a specifica un mixer cu vâscozitate ridicată numai prin puterea motorului. În amestecarea vâscoasă, cuplul este ceea ce funcționează. Un motor de 30 kW conectat la un arbore de mare viteză oferă un cuplu foarte mic; același motor din spatele unei cutii de viteze care produce 30 RPM poate întoarce cu ușurință o ancoră mare. Verificați întotdeauna cuplul nominal la arborele de ieșire, nu pe plăcuța de identificare a motorului . Trenurile de transmisie cu angrenaje reduse nu sunt negociabile din acest motiv, iar raportul de reducere trebuie să fie adaptat la vâscozitatea maximă așteptată.

Cinci erori de specificație care costă bani

1. Dimensionarea rotorului este prea mică să se potrivească printr-o cămină existentă. Apoi, mixerul funcționează ore întregi fără a muta materialul exterior.
2. Ignorarea spațiului de lângă perete . Fără acoperire cu racletă sau ancora, produsul din apropierea jachetei se supraîncălzește sau formează o crustă.
3. Specificând numai vâscozitatea în cP ignorând în același timp efortul de curgere și comportamentul de subțiere prin forfecare. O pastă poate arăta ca 20.000 cP în repaus, dar se comportă ca 200.000 cP sub o sarcină de racletă.
4. Uitând de etanșarea mecanică . Produsele vâscoase creează sarcini radiale care împing arborele în lateral; Sigiliile standard ale cartușului nu sunt întotdeauna suficiente.
5. Nicio prevedere pentru testare . CFD și testele pilot sunt cea mai ieftină asigurare împotriva unui mixer la scară largă care nu poate atinge omogenitatea necesară.

Comportamentul non-newtonian modifică calculul

Majoritatea produselor industriale cu vâscozitate ridicată - acoperiri, adezivi, paste, șlamuri de baterii - sunt non-newtoniene. Vâscozitatea lor aparentă scade sau crește pe măsură ce viteza rotorului se modifică. Acesta este motivul pentru care o curbă a vâscozității față de viteza de forfecare este mai valoroasă decât un singur număr cP. Atunci când producătorul solicită o probă de produs și efectuează un test de reologie, luați în considerare acest lucru mai degrabă un semn de practică profesională decât o întârziere inutilă.

Ce să specificați înainte de a cumpăra

Lista scurtă de specificații

Înainte de a solicita o ofertă, pregătiți o declarație clară cu următoarele: compoziția fluidului, intervalul de vâscozitate la temperatura de funcționare, densitatea, dimensiunea lotului necesară, dimensiunile rezervorului, dimensiunea duzei disponibile, presiunea și temperatura de funcționare, dacă vasul este învelit și dacă produsul este abraziv, corosiv sau de calitate alimentară. De asemenea, precizați dacă mixerul trebuie să funcționeze continuu sau intermitent și dacă este necesar CIP (curățare la loc).

Utilizați CFD înainte de a semna

Analiza computațională a dinamicii fluidelor a devenit o parte standard a designului mixerului de înaltă vâscozitate. Un model CFD poate dezvălui zonele moarte, poate estima consumul de putere la viteze diferite și poate compara două geometrii de rotor fără a construi niciuna. Mulți furnizori de echipamente, inclusiv inginerii din spatele acestui site, își publică Tehnologia de analiză a dinamicii fluidelor CFD ca parte a serviciului de proiectare. Dacă un furnizor nu poate afișa modele de debit sau previziuni de cuplu pentru produsul dvs. specific, tratați-l ca pe un semn de avertizare.

Plan de acces pentru întreținere

Mixerele cu vâscozitate ridicată sunt grele, iar etanșările lor se confruntă cu o uzură mai mare decât omologii lor cu vâscozitate scăzută. Verificați dacă etanșarea mecanică poate fi întreținută fără a ridica întregul tren de transmisie, dacă lamele de raclere sunt înlocuibile și dacă cutia de viteze are o răcire adecvată cu ulei pentru funcționare continuă. Aceste detalii determină dacă o schimbare de rutină a sigiliului durează patru ore sau două zile.

Întrebări frecvente despre mixere cu vâscozitate ridicată