В реакторах с перемешиванием мешалки играют ключевую роль в ускорении реакций, улучшении теплопередачи и перемешивании. Выбор мешалок зависит от свойств материала и технологических потребностей.

Основные типы

• Лопастные мешалки

Простая конструкция (плоские/складчатые лопасти). Плоские лопасти создают тангенциальный поток (лучше с перегородками); складчатые лопасти обеспечивают более выраженный осевой поток. Диаметр 1/2-4/5 диаметра контейнера, 20-80 об/мин. Подходит для циркуляции жидкостей или материалов средней и высокой вязкости, низкая стоимость, но ограниченный осевой поток.

• Пропеллерные мешалки

Как и у морских гребных винтов, высокая скорость (7-15 м/с на конце лопасти), сильный осевой поток, большая циркуляция, но слабое сдвиговое усилие. Диаметр 1/4-1/3 диаметра контейнера. Для низкой вязкости, большого потока (например, для перемешивания жидкости, предотвращения осаждения), лучше использовать вытяжные трубы.

• Турбинные мешалки

Наиболее часто используемые (открытые/дисковые, с плоскими/изогнутыми лопастями). 300-600 об/мин, сбалансированное сдвигающее и циркуляционное действие. Подходит для работы с жидкостями низкой и средней вязкости, смешивания, диспергирования и теплопередачи. Изогнутые лопасти снижают мощность и защищают хрупкие частицы.

• Анкерные/винтовые мешалки

Якорь имеет диаметр, близкий к диаметру контейнера, низкую скорость (0,5-1,5 м/с на конце), предназначен для работы с жидкостями. <100 Па·с (хорошо для теплопередачи и кристаллизации). Винт использует вдвое меньше мощности, чем анкер, для материалов с высокой вязкостью.

Выбор и аксессуары

• По вязкости

Пропеллер → турбина → лопасть → якорь → лента. По процессу: турбина для дисперсии/теплопередачи; пропеллер для большой циркуляции; якорь для суспензий высокой концентрации. Моделирование CFD оптимизирует эффективность.

Перегородки (4-6, шириной 1/12-1/10 от диаметра контейнера) преобразуют тангенциальный поток в осевой/радиальный, усиливают турбулентность, заменяют некоторые змеевики. Вытяжные трубы ограничивают пути циркуляции, повышая эффективность (часто с пропеллерами и отверстиями для изменения уровня жидкости).

Правильный выбор повышает эффективность, снижает энергопотребление и позволяет адаптировать оборудование к различным процессам.