Wyniki 1-7 spośród 7 dla zapytania: authorDesc:"Czesław Kuncewicz"

Prędkości cieczy i pęcherzyków gazu na wysokości samozasysającego mieszadła tarczowego


  Przedstawiono wyniki badań możliwości zastosowania oprogramowania PIV do określania prędkości pęcherzyków gazu w cieczy. Stwierdzono, że różnice prędkości cieczy i pęcherzyków gazu występują jedynie w obszarze mieszadła. Niewielka liczebność pęcherzyków gazu nie zmienia prędkości cieczy na wysokości samozasysającego mieszadła tarczowego. Air bubbles were dispersed in distd. water with a self-aspirating disk impeller (342-360 rpm) under lab. conditions to det. the velocities of liq. and air bubbles. The differences between velocities of gas bubbles and liq. appeared in the impeller region only. Small nos. of air bubbles did not change the liq. velocity at the disk impeller level. Mieszanie mechaniczne z jednoczesnym napowietrzaniem cieczy jest często stosowanym procesem przemysłowym. Hydrodynamika takiego układu dwufazowego ma wpływ na intensywność procesu wymiany masy. Zwiększenie różnicy pomiędzy prędkością pęcherzyka i prędkością cieczy, czyli prędkości względnej, powinno polepszyć warunki wnikania masy przez zmniejszenie grubości warstwy granicznej. W ostatnich latach nastąpił rozwój komputerowych technik umożliwiających modelowanie układów dwufazowych ciecz-gaz, ale ich wyniki są nadal weryfikowane doświadczalnie1). Jednak doświadczalne wyznaczenie wartości prędkości cieczy i prędkości pęcherzyków gazu jest zadaniem trudnym, szczególnie przy większych zatrzymaniach fazy gazowej. Użyta w ostatnim czasie metoda tomograficzna1) jest droga, dlatego też podjęto próbę wykorzystania Politechnika Łódzka Jacek Stelmach*, Czesław Kuncewicz Prędkości cieczy i pęcherzyków gazu na wysokości samozasysającego mieszadła tarczowego Liquid and gas bubble velocities at the level of a self-aspirating disk impeller Dr hab. Czesław KUNCEWICZ, prof. PŁ - notkę biograficzną i fotografię Autora drukujemy w bieżącym numerze na str. 1656. Wydział Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska, Politechnika Łódzka, ul. Wólczańska 213, 90-924 Łódź,[...]

Wpływ profilu łopatki mieszadła śmigłowego na hydrodynamikę i moc mieszania DOI:10.15199/62.2017.11.25


  Mieszanie mechaniczne cieczy w zbiornikach jest jedną z najczęściej spotykanych operacji technologicznych w przemyśle. Jeśli mieszana ciecz ma dużą lepkość, wówczas z zasady stosuje się wolnoobrotowe mieszadła wąskoprześwitowe (close clearance impellers) o dużych średnicach, takie jak mieszadła wstęgowe, kotwicowe lub ślimakowe1-4). Dla cieczy o małych lepkościach stosuje się najczęściej różnego rodzaju mieszadła turbinowe, łapowe lub śmigłowe. Są one dużo mniejsze, gdyż ich średnice D wynoszą zwykle 0,33-0,5 średnicy mieszalnika T i obracają się ze stosunkowo dużymi prędkościami5-7). Mieszadła turbinowe płaskie oraz mieszadła łapowe są mieszadłami o działaniu promieniowym, gdyż główny strumień cieczy wypływający z ich obszaru ma kierunek promieniowy. W przypadku mieszadła śmigłowego ciecz opuszczająca obszar mieszadła porusza się przede wszystkim w kierunku osiowym. Ta cecha determinuje stosowanie tego typu mieszadeł do wytwarzania zawiesin w reaktorach zbiornikowych oraz w tych przypadkach, kiedy konieczne jest szybkie i efektywne wymieszanie cieczy celem wyeliminowania gradientu stężenia i temperatury. Mieszadła śmigłowe mają zazwyczaj stały skok i w miarę oddalania się od osi mieszadła zmniejsza się kąt natarcia łopatki mieszadła. Dzięki temu prędkości osiowe cieczy wytwarzane przez ten typ mieszadła są w przybliżeniu stałe. Przewaga mieszadeł śmigłowych nad innymi typami mieszadeł o małych średnicach uwidacznia się wyraźnie, kiedy bierze się pod uwagę zapotrzebowanie na moc do ich napędu. Dla zakresu mieszania burzliwego, w którym zazwyczaj pracują, liczba mocy mieszania Eu określona jest równaniem (1): (1) w którym P oznacza moc mieszania, W, N częstość obrotową mieszadła, s-1, D średnicę mieszadła, m, a ρ gęstość cieczy, kg/m3. Tak określona liczba mocy mieszania nie zależy od liczby Reynoldsa i przyjmuje stałe wartości. Wartości te zależą od typu mieszadła. Najczęściej spotykane wartości Eu = const. zamieszczono w [...]

Wyznaczanie średniej szybkości ścinania w mieszalniku dla zakresu mieszania laminarnego


  Porównano modelowe szybkości ścinania cieczy w mieszalniku otrzymane z rozwiązania modelu wiru centralnego lub modelu hybrydowego 3D/2D z wartościami doświadczalnymi uzyskanymi metodą Metznera i Otto. Uzyskano duże rozbieżności przy porównywaniu wartości średnich, natomiast uzyskano dobre zgodności średnich wartości doświadczalnych i maksymalnych wartości modelowych. Otrzymane wyniki wytłumaczono specyfiką metody Metznera i Otto. Potato starch syrup and CM cellulose solns. were stirred with paddle-turbine agitators under lab. conditions to det. shear rate. The results were compared with the data calcd. from central vortex and hybrid 3D/2D models. A good agreement of the max. data was obsd. while the av. values differed significantly. W praktyce przemysłowej zachodzi często potrzeba posługiwania się cieczami nieniutonowskimi. W fazie projektowania dowolnego procesu z udziałem tych właśnie cieczy napotyka się na konieczność określania wielkości liczb kryterialnych służących do obliczania współczynników wnikania ciepła i masy, oporów przepływu i mocy mieszania. Wiąże się to z koniecznością znajomości podstawowej właściwości płynu nieniutonowskiego, jaką jest zmienna lepkość płynu będąca funkcją szybkości ścinania, czyli gradientu prędkości. Z tego powodu nie zawsze można korzystać bezpośrednio z liczb kryterialnych, które są słuszne dla płynu niutonowskiego, gdzie lepkość w każdym punkcie płynu jest taka sama. Aby ominąć ten problem, Politechnika Łódzka Czesław Kuncewicz*, Michał Niedzielski, Jacek Stelmach Wyznaczanie średniej szybkości ścinania w mieszalniku dla zakresu mieszania laminarnego Determination of the mean shear rate in a mixer for laminar mixing range Mgr Michał NIEDZIELSKI w roku 2009 ukończył studia na Wydziale Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska Politechniki Łódzkiej i w tym samym roku rozpoczął studia doktoranckie na tym samym wydziale. Obecnie pracuje w Elektrociepłowni Bełchatów. Specjalność - [...]

Porównanie warunków wytwarzania suspensji przy użyciu standardowego mieszadła sześciołopatkowego oraz mieszadła TX335


  Porównano pracę dwóch mieszadeł o działaniu osiowym, sześciołopatkowego mieszadła turbinowego o łopatkach pochylonych oraz mieszadła TX335 podczas mieszania układu dwufazowego ciało stałe-ciecz. Okazało się, że pomimo wyższych częstości obrotowych, które należy stosować w przypadku mieszadła TX335 jest ono bardziej ekonomiczne od mieszadła turbinowego. Jest to efekt bardziej opływowych kształtów mieszadła TX335. Two various stirrers were compared at room temp. for mixing efficiency in liq.-solid system (glass spheres diam. 0.18-0.9 mm in water). The TX335 stirrer was more efficient than the 6-pitch blade turbine. Wytwarzanie zawiesiny ciała stałego w cieczy jest często spotykaną operacją w przemyśle chemicznym, np. podczas reakcji w układzie dwufazowym ciecz-ciało stałe oraz w inżynierii środowiska w technologiach oczyszczaniu ścieków. Szacuje się, że ok. 60% przypadków mieszania dotyczy właśnie układów dwufazowych ciecz-ciało stałe. Ze względu na ważność tego zagadnienia w literaturze przedmiotu opublikowano wiele prac dotyczących sposobów wytwarzania takich układów1-5). Przegląd tych prac można znaleźć m.in.w opracowaniu Riegera i Ditla5, 6). Z analizy prac wynika jednoznacznie, że mieszadła o działaniu osiowym, które wytwarzają przede wszystkim osiowy strumień cieczy opuszczający obszar mieszadła, najlepiej nadają się do wytwarzania zawiesiny ciała stałego w cieczy. Strumień cieczy kierowany przez mieszadło do dna mieszalnika (zaleca się stosować taki kierunek obrotów mieszadła, aby przepływ cieczy w środku mieszalnika był do dołu, a nie do góry mieszalnika) dociera do wyoblonego dna, gdzie ciśnienie dynamiczne zaburza obszar stagnacji i podrywa spoczywające na dnie cząstki transportując je do góry mieszalnika. Sześciołopatkowe mieszadło turbinowe o łopatkach pochylonych jest klasycznym typem mieszadła stosowanym do wytwarzania układów dwufazowych ciecz-ciało stałe, gdyż osiowy strumień cieczy wytwarzany przez to miesza[...]

Mixing of inhomogeneous suspensions Mieszanie zawiesin niejednorodnych DOI:10.12916/przemchem.2014.1463


  Glass, poly(vinyl chloride), polyethylene and/or polypropylene beads were suspended in water by mech. stirring under lab. conditions to select the most efficient construction of mixers and shape of mixing blades in the case when both light and heavy beads were suspended. The optimum geometry showed a 2-turbine agitator with inclined blades which allowed for simultaneous down and up motion of suspensions (energy consumption below 200 W/m3). Rzeczywiste zawiesiny przemysłowe składają się najczęściej z cząstek o różnych wielkościach i różnych gęstościach. Badano układy mieszające zapewniające uzyskanie zawiesin cząstek polidyspersyjnych, z których część jest cięższa, a część lżejsza od wody. Określono optymalną geometrię układu mieszającego składającego się z 2 mieszadeł turbinowych o łopatkach pochylonych, który zapewnia uzyskanie dobrego rozprowadzenia obu faz ciała stałego w całej objętości mieszalnika przy nakładach energetycznych mniejszych niż 200 W/m3. Mieszanie w ciekłym środowisku jest jedną z często wykonywanych operacji w przemyśle chemicznym i spożywczym oraz w przemysłach przetwórczych. Z technologicznego punktu widzenia celem mieszania jest najczęściej homogenizacja całego wsadu, a w przypadku układu ciecz-ciało stałe uzyskanie możliwie jednorodnej zawiesiny w całej objętości mieszalnika. Na osiągnięcie tych celów wpływa wiele parametrów geometrycznych oraz parametrów pracy układu mieszającego, w szczególności typ oraz kształt łopatek mieszadła. Podczas mieszania rzeczywistych, a nie modelowych zawiesin, układy ciecz-ciało stałe są z reguły układami polidyspersyjnymi (np. osady ściekowe lub zawiesiny w procesach biotechnologicznych) i fakt ten powinien być zawsze brany pod uwagę przy projektowaniu geometrii układu mieszającego, jak również przy ustalaniu częstości obrotowych samego mieszadła. W większości przypadków literatura przedmiotu poświęcona jest optymalizacji układu geometrycznego mieszadło-mieszalnik do[...]

Homogenization and suspension production with a four-blade impeller of a new construction. Homogenizacja oraz wytwarzanie suspensji czterołopatkowym mieszadłem nowej konstrukcji


  Two axial impellers a (std. turbine with 4 inclined blades and a new type impeller with 4 folded blades) were studied for mixing efficiency in two-phase solid–liq. system. The new type impeller was more efficient than the std. one despite of the higher frequency needed because of a lower mixing power demand. Porównano pracę standardowego mieszadła czterołopatkowego o łopatkach pochylonych (mieszadło 4PBT) oraz czterołopatkowego mieszadła nowej konstrukcji (mieszadło 4RLLN) podczas mieszania układu dwufazowego ciało stałe-ciecz. Pomimo konieczności stosowania wyższych częstości obrotowych mieszadło 4RLLN było bardziej efektywne od mieszadła standardowego. Charakteryzowało się ono mniejszym zużyciem mocy. Rozwiązaniem konstrukcyjnym stosowanym w procesach technologicznych, w których wymagany jest transport masy od ciała stałego do otaczającej cieczy, jest bardzo często zbiornik z zamontowanym wewnątrz mieszadłem. Popularność tego typu rozwiązania wynika przede wszystkim z prostoty samej konstrukcji. Wytworzenie trwałej zawiesiny ciała stałego w mieszalniku jest możliwe po przekroczeniu pewnych częstości obrotowych mieszadła, zwanych częstościami krytycznymi nkr, powyżej których cząstki ciała stałego nie opadną na dno i nie utworzą osadu. Istnieją dwie przyczyny, dla których cząstki zalegające na dnie mieszalnika powodują zmniejszenie strumienia masy wnikającego od powierzchni cząstki ciała stałego do cieczy. Po pierwsze, burzliwość przy dnie mieszalnika jest zawsze mniejsza niż burzliwość głównego strumienia cieczy w mieszalniku, co ujemnie wpływa na wartości współczynników wnikania masy tuż nad dnem mieszalnika. Po drugie, nawet cienka warstwa osadu ciała stałego spoczywająca na dnie mieszalnika powoduje zmniejszenie powierzchni czynnej ciała stałego. Wymagane jest zatem stosowanie takich typów mieszadeł, które przy stosunkowo niskich mocach mieszania, są w stanie wytworzyć w mieszalniku w miarę trwałą zawiesinę ciała stałego. [...]

Zjawisko wzrostu zapotrzebowania na moc mieszania podczas opróżniania zbiornika DOI:10.15199/62.2019.6.21


  Wytwarzanie zawiesin w sposób okresowy w zbiornikach z mieszaniem mechanicznym jest często stosowane w praktyce przemysłowej1). Aby podczas opróżniania zbiornika nie dopuścić do opadnięcia ziaren ciała stałego, pozostawia się pracujące wewnątrz mieszadło. W trakcie badań procesu wytwarzania zawiesiny w zbiorniku o pojemności 300 m3 zaobserwowano wzrost zapotrzebowania na moc mieszania podczas opróżniania zbiornika na krótko przed wynurzeniem się mieszadła z mieszanej cieczy2). Zjawisko to nie zostało dotychczas opisane w klasycznych monografiach dotyczących procesów mieszania3-5). Jedynie w pracy Paula i współpr.6) wspomina się o znaczącym wzroście sił działających na mieszadło podczas przechodzenia powierzchni cieczy przez mieszadło. Jednak nie zostało to do tej pory dokładnie wyjaśnione. W szczegółowych opracowaniach7) można jedynie znaleźć informacje o możliwym wzroście mocy mieszania po uruchomieniu mieszadła podczas mieszania zawiesin, gdy unoszone z dna cząstki ciała stałego osiągają poziom mieszadła. Efekt ten najprawdopodobniej jest spowodowany zmianami gęstości zawiesiny w pobliżu mieszadła. Zaobserwowany wzrost mocy jest znaczny i może prowadzić do przeciążenia silnika, a nawet do jego uszkodzenia. Dlatego celowe jest dokładniejsze zbadanie i wyjaśnienie przyczyn zwiększenia zapotrzebowania na moc oraz określenie jego skali. Część doświadczalna Aparatura Badania na Wydziale Inżynierii Chemicznej i Ochrony Środowiska Politechniki Łódzkiej przeprowadzono w płaskodennych zbiornikach o średnicach D 292 mm i 400 mm, zaopatrzonych w 4 standardowe przegrody (B = 0,1·D). Zbiorniki napełnione były wodą (t = 20°C) do wysokości Hp odpowiednio 190 mm i 235 mm (Hp/D ≈ 0,6). Taki stopień wypełnienia zbiorników był wystarczający, gdyż efekt zwiększenia mocy mieszania był obserwowany dopiero wówczas, gdy zwierciadło cieczy było blisko górnej płaszczyzny łopatek mieszadła. Do badań użyto przedstawionego na rys. 1 mieszadł[...]

 Strona 1