Р е ц е н з е н т : д-р техн наук проф. В. И. Киседьникоз

21 \
900 
)
/ J
2,718 
. х3 = 0,08.
= 0,92;
Т аки м образом , в апп арате с тремя слоями только 8% мате­
р и ал а будет н аход иться в сл о я х менее 15 мин. Следовательно, 
трехслойны й ап п ар ат удовлетворяет требуемым условиям. Сред­
нее расходное время пребывания м атериала в трехслойном аппа­
рате составит:
ТСР 
— 3M /L = 3 0 0 0 /4 0 0 0 = 3/4 
4
= 45 мин.
С равним этот трехслойны й аппарат с таким однослойным, 
в котором количество м атери ала в слое такое ж е , к а к и во всех 
сл о я х трехслойного (3000 кг). Среднее расходное время пребыва­
ния твердого м атериала в таком однослойном апп арате так ж е со­
ставит:
%ср
= 3000/4000 = 3/4 ч = 45 мин.

---

Н о доля м атериала, находящ егося в 
слое менее 15 мин, будет у ж е больше:
I — е—1Ь/ 45 — 0,285, т. е. 28,3 
%.
Отсюда видно преимущество секцио­
нированного (трехслойного) аппарата.
гмешивание в жидкой среде
~ 2
а:
*
?
Ш
}
|1
В
Л
Пример 3 .3 0 . Смесь кислот (плот­
ность 1600 кг/м3, динам ический коэф­
фициент вязкости 2 - 1 0 '“ П а «с) приго­
товляю т в аппарате без перегородок 
(диаметр 1200 мм, высота 1500 мм), заполненном н а 0 ,7 5 объема. 
Исходные кислоты перемешивают пропеллерной меш алкой с час­
тотой вращ ения 3,5 
о б /с
(рис. 3.11). Определить 
требуемую 
установочную мощность электродвигателя.
Р е ш е н и е . Н аходим диаметр норм ализованной м еш алки:
d = D l
3 = 1,2/3 = 0 , 4 м.
Определяем реж им перемешивания по формуле (3.60): 
п 
р л #
ЮТО'3,5-0,43 
ОЛЛ
28-10-» 
= 44800-
Режим — турбулентный.
Определяем значение критерия мощности по граф и ку (рис. V II): 
К х =
0,27.
Рассчитываем мощность, потребляемую меш алкой при устано­
вившемся режиме, по уравнению (3.61):
Np
=
KNpn3d*
= 0,27-1600*3,53*0>43 = 200 Вт = 0,2 кВт.
Мощность в пусковой момент обычно в 2— 3 р а за превыш ает 
рабочую:
Niryeit =
= М кВт.
Определяем установочную мощность, принимая к. п. д. элек­
тродвигателя с передачей 0,95 и запас мощности в 20% :
Муст = 0 ,4 -
I
,2/0,95 » 0,5 кВт.
Пример 3.31. Электродвигатель мощностью 16,5 кВ т с приво­
дом, понижающим частоту вращ ения до 240 об/мин, приводит 
в действие открытую турбинную м еш алку с шестью лопаткам и; 
м еш алка интенсивно размеш ивает реакционную массу (р =
= 1200 кг/м3, р, = 1,6 П а -с ) в сосуде диаметром 1630 мм с пере­
городками. К акой долж ен быть диаметр мешалки?
Р е ш е н и е . П оскольку обусловлено интенсивное перемеши­
вание, можно считать реж им развитым турбулентны м. П о рис. V H
находим: 
I(N
= 6,9.

---

16,5-10*
V3120-HT» = 0,5 м.
V
Кл/pn3 
~
V
6,9- 
П роверим отношение 
Did,
6,9-1,2-103-43
D /d = 1
,63/0,5 = 3,26
Пример 3.32. Теоретический анализ и результаты опытов пока­
зы ваю т, что мощность, затрачиваем ая на перемешивание жидкости 
(/У), зависит от динамического коэффициента вязкости (ц) и плот­
ности (р) ж идкости, ускорения свободного падения (g), частоты 
вращ ени я мешалки (п), ее диаметра 
(dM)
и других геометрических 
х арактери сти к (диаметра ап п арата, высоты заполнения его жид­
костью, высоты размещ ения меш алки над дном сосуда). Требуется 
найти общий вид критериальной зависимости, связываю щей пере­
численны е переменные.
Р е ш е н и е . Д л я геометрически подобных систем функцио­
н ал ьн ая зависимость между переменными записы вается так:
В соответствии с я-теоремой искомая критериальная зависи­
мость д олж н а иметь вид
где JXj, зт2, л з — неизвестные пока безразмерные выражения (критерии подобия).
П р ед п о л агая, как обычно, что связь, сущ ествующую между 
переменными, в некотором д иапазоне изменения переменных с до­
статочной точностью можно описать уравнением типа степенного 
одночлена, перепишем исходную зависимость (а) так:
[ЛЧ = с м » М* [«Г [/■]'№,]'• 
(б)
Д а л е е , подставляя единицы измерения соответствующих вели­
чин, получим уравнение св язи основных единиц:
С опоставляя затем показатели степени у одноименных единиц 
изм ерения, придем к системе из трех уравнений, содерж ащ ей пять 
неизвестных:
П олученную неопределенную систему уравнений (г) можно 
реш ить относительно трех любых величин, принимая две осталь­
ные величины заданны м и. Общее число вариантов решений опре­
д ел яе тся числом сочетаний, которые могут быть составлены из 
всех неизвестны х, входящ их в систему, по числу выбираемых за­
д анны м и, т. е. в данном случае числом сочетаний и з пяти по два: