بعض النصائح حول الخلط
- من الأسهل خلط مادتین لزجتین معًا بدلاً من خلط ماده لزجه مع ماده سائله مثل الماء.
- الخلط والتجانس عملیتان مختلفتان تمامًا
- نظرًا لاستقرار المکونات، فإن الخلاط الثابت لدیه أعطال ومعالجه أقل من الخلاط الدینامیکی
مقدمه خلاط ثابت
- الخلاط الساکن (بالإنجلیزیه: Static Mixer ) هو آلیه ثابته
- یتم استخدامه لغرض خلط سائلین على الأقل
- کما أنها تستخدم للسوائل والغازات والمواد الصلبه أو مزیج من مرحلتین مختلفتین
- یشتمل الهیکل العام لهذه الأداه على أنبوب یوجد بداخله ریشه حلزونیه تمزج السوائل الوارده مع دوران هذه الریشه.
- إنها معدات لخلط السوائل المختلفه
- فی هذا النوع من الخلاطات، لا یتم استخدام الأجزاء المیکانیکیه والکهربائیه ویتم استخدام الطاقه الحرکیه للسائل الوارد فقط للخلط.
تطبیق خلاط ثابت
- یوجد داخل هذه الخلاطات عناصر ذات أشکال هندسیه محدده
- وفقا لنوع السائل الوارد، یقومون بعملیه الخلط.
- تأتی طاقه الخلط فی هذا النوع من الخلاطات من انخفاض ضغط دفع السائل الناتج عن المحرکات المختلفه مثل المضخات والشحن التوربینی وغیرها. یتم إنتاجها والحصول علیها.
- یتم تحدید عدد العناصر المرکبه فی هذه الخلاطات حسب نوع السائل وکمیه الخلط المطلوبه.
- ومن الواضح أنه مع زیاده عدد العناصر، ستزداد جوده الخلط وکثافته، وبالتالی تزداد کمیه الطاقه المطلوبه.
- الیوم، بسبب المزایا العدیده لهذا النوع من المعدات، أصبح استخدامها شائعًا جدًا.
- وتعتبر الخلاطات الساکنه بدیلاً مناسباً للخلاطات والمفاعلات الدینامیکیه.
- نطاق استخدام هذه الخلاطات فی الصناعه واسع جدًا
- ویمکن استخدامه لأنظمه العملیات الهادئه والمضطربه.
اختبار الهیدروستاتیکی
- عاده، بالنسبه لصناعه النفط والغاز، فإن ضغط العمل الثابت للخلاط مهم جدًا
- یحتاج هذا الضغط أیضًا إلى اختبار للتحقق منه
- عاده، بعد التصنیع، نقوم باختبار الضغط العالی فی المصنع
- عاده ما تکون صیغه الضغط 1.5 مره من الضغط التصمیمی
- عند الضغوط العالیه جدًا، تأخذ هذه الصیغه معاملًا أقل
خلاط ثابت صغیر
- فی الحجم الأصغر، ینبغی إیلاء أکبر قدر من الاهتمام للتآکل
- فی هذا الحجم، تکون المکونات رفیعه جدًا
- الخدوش والتآکل تسبب أکبر قدر من الضرر
- فی الخطوه الثانیه، اختر نوع الخلاط الثابت
- فی الخطوه الثالثه، یتم تحدید عدد العناصر
مواد البناء خلاط ثابت
- PVDF
- الفولاذ المقاوم للصدأ
- البولی بروبلین
- تفلون
استخدام ماده PVDF
- تتمیز هذه الماده بأنها الأقل تآکلًا مع احتکاک منخفض جدًا مع السائل
- ولهذا السبب أیضًا، فإنه یقلل بشکل کبیر من انخفاض الضغط
استخدام PTFE
- تتمتع هذه الماده أیضًا بجمیع مزایا PVDF
- لکن الحد من PTFE فی اللحام موجود
- یتم ربط کافه الاتصالات فی هذه الحاله
المعالجه النهائیه للهیکل الداخلی
هذه المرحله مهمه جداً فی الجزدان الصحیح
یساعد الالتزام الصارم بالتفاوتات على منع الاهتزازات
تجدر الإشاره إلى أن العناصر متصله أولاً ثم یتم نقلها
خلاط غاز ثابت (غاز فی غاز)
یتم إنتاج هذا النوع لأغراض مختلفه
- إزاله الأیونات والملوثات ،
- الدور الحفاز وتنقیه الهواء العادم
- خفض أو زیاده درجه حراره الهواء الخارج
بناء الجوده
وبالنظر إلى أهمیه 
أنواع الخلاطات الساکنه
- الطاقه الشمسیه (حلزونیه)
- بیضاوی الشکل
الشرکات المصنعه للخلاطات الثابته
- شرکه ماهار لأدوات المروحه
- السویس
- بریمیکس
- نوردسون نوردسون
- فلویتک
- لایتنین SPX تدفق لایتنین
- سولزر Sulzer
المواد وبناء خلاط ثابت
تحدید عوامل جنس الخلاط
- استقرار
- التوافق والمقاومه الکیمیائیه
مختلف الجنسین
- الفولاذ – یصدأ بسهوله
- الفولاذ المقاوم للصدأ – غیر مناسب للکلور وبعض الأحماض
- فولاذ مطلی بالبلاستیک – متوافق مع الأحماض والکلور
- PVC للمواد الکیمیائیه أقل من 80 درجه مئویه
- PVDF لحمض الکبریتیک والتفاعل الساخن حتى 180 درجه مئویه
- PTFE للتفاعلات الطارده للحراره والشدیده حتى 250 درجه مئویه
خلاط شمسی ثابت (حلزونی)
- یعد هذا النوع من الخلاطات الثابته من أکثر أنواع الخلاطات استخدامًا فی العالم
- بسبب وجود عناصر ملتویه ذات شکل هندسی لقد أحدث هذا النوع من الخلاطات تغییراً فی نظام السوائل
- ومن خلال إنشاء ثلاثه نطاقات مختلفه من دینامیکیات السوائل، فإنه یسرع عملیه الخلط
الخلاطات البیضاویه:
- یتم استخدام هذا النوع من الخلاط الثابت بشکل أقل نسبیًا
- مناسبه للسوائل منخفضه اللزوجه
- فی هذا النوع من الخلاطات یتم وضع عناصر على شکل نصف دائره فی الأنبوب بزاویه 90 درجه مع بعضها البعض
- ویغیر نظام التدفق والخلط
خلاط ثابت عبر العناصر
أصعب عملیات الخلط هی عندما تکون المادتان مختلفتان تمامًا فی الطبیعه. فی مثل هذه السوائل نستخدم العنصر المتقاطع
الاختلافات الرئیسیه هی کما یلی
- نسبه التدفق لاثنین من السوائل
- قیم کثافه مختلفه جدًا
- لزوجه مختلفه جدا
فی حاله اللزوجه المنخفضه، نستخدم خلاطًا ثابتًا یحتوی على 18 شفره
للحصول على لزوجه عالیه، نستخدم خلاطًا ثابتًا یحتوی على 26 شفره
آلیه العمل فی هذا الخلاط
- وتنتج انقسامات متتالیه فی اتجاهین متعاکسین وتخلق تیارات متقاطعه مستمره
- مما یؤدی إلى امتزاج السوائل فی أسرع وقت وأقصر طول.
- بفضل التصمیم الخاص والدقیق للغایه لهذا المحرک، یتم تقلیل وقت RTD بشکل کبیر
- کما أن القوه البدنیه للمحرک عالیه جدًا بسبب الوصلات المتعدده.
- یمکن إنتاج هذه الخلاطات بمجموعه واسعه من المواد مثل الفولاذ المقاوم للصدأ والسبائک الفائقه.
- یمکن طلب عناصر هذه المحرکات فی نموذجین ملحومین ومتحرکین.
ومن ممیزات هذه الخلاطات:
- أعلى قوه خلط بین الخلاطات الثابته
- مناسب للسوائل ذات اللزوجه المنخفضه إلى العالیه جدًا
- أقصر طول للنمام مقارنه بأجهزه النمام الثابته الأخرى
- القدره على مزج السوائل بفرق لزوجه یبلغ حوالی ملیون مره
- خلط السوائل بفارق حجم 100000 مره
- مناسب لخلطات البولیمر الساخنه جدًا
- القدره على إنتاج ما یصل إلى 24 بوصه
خلاط بیضاوی الشکل ثابت
- مفید جدا
- وعاده ما یستخدم للسوائل اللزجه
حساب معدل الخلط فی الخلاط البیضاوی الثابت
- مبادئ عمل هذا المحراک للتدفقات الصفائحیه مع رقم رینولدز أقل من 2300 على أساس التقسیم و
- بالنسبه للتدفقات المضطربه التی یکون رقم رینولدز أکبر من 4000، فإنها تعتمد على التحویل والانعکاس.
الآلیات الثابته للخلاط البیضاوی
1) تقسیم التدفق
- وینقسم کل عنصر سائل إلى طبقتین منفصلتین
- إجمالی عدد الأقسام بعد تمریر عناصر n یساوی صیغه اثنین، ویمکن الحصول على n
- أی أنه بوجود 18 عنصرًا فی المحراک، یتم تقسیم السائل إلى 262,144 جزءًا
2) تیار التحویل
- یتسبب الجدار الحلزونی للعناصر فی حدوث السوائل الموجوده فی المرکز
- التحرک نحو الجدار والسوائل الموجوده فی الجدار نحو المرکز
- وهذا یسبب اختلافًا فی سرعه جزیئات السائل
- ویسبب السائل للقص
3) اقلب رأسًا على عقب
- یتغیر اتجاه حرکه السوائل من عنصر إلى آخر بمقدار 180 درجه.
- یؤدی هذا الانقلاب فی اتجاه الحرکه إلى حدوث اضطراب فی السائل
- هذا یزید من کثافه الخلط
تطبیق ثابت للخلاط بیضاوی الشکل
- معالجه المیاه ومیاه الصرف الصحی
- خلط الغاز مع السائل والسائل مع السائل
- إجراء تفاعل کیمیائی ذو لزوجه منخفضه وعالیه
- إنتاج مستحلب الزیت والماء
- إنتاج وقود الدیزل الحیوی
- خلط مضادات الأکسده مع المکملات الغذائیه الأخرى
- حقن التخثر فی الطریق
- تعدیل اللزوجه
- السیطره على الرقم الهیدروجینی
- تجانس الخطوط لأغراض أخذ العینات.
- خلط اثنین أو أکثر من الراتنجات السائله
مواد خلاطه بیضاویه الشکل
- ماده الجسم: 304 أو 316 فولاذ
- شفه: ASME، DIN، JIS القیاسیه.
- نوع الشفه: لحام الرقبه الانزلاق.
خیارات ثابته للخلاط البیضاوی
- صنع العناصر المنزلقه
- العنصر مصنوع من PTFE النقی
- عناصر تغطیه PE وFEP
- ترکیب نقاط الحقن قبل الخلاط
تطبیق خلاط ثابت
المیاه ومیاه الصرف الصحی
- عملیات التخثر، على سبیل المثال لإزاله الفوسفور من میاه الصرف الصحی
- جرعات المواد الکیمیائیه
- أخذ عینات الشاشه
- تهویه میاه الشرب
- السیطره على الرقم الهیدروجینی
- تطهیر میاه الشرب، على سبیل المثال إزاله الکلور وحقن الکلور
- قم بإزاله المواد الندفیه واخلطها بالماء أو الصرف الصحی أو الحمأه
- حقن الأوزون والخلط
- تحلیه المیاه بنظام التناضح العکسی للمیاه المعدنیه
صناعات النفط والغاز والبتروکیماویات
- قیاس المحتوى المائی للنفط الخام فی خطوط الأنابیب
- تنقیه النفط الخام بالماء
- تخفیف بولی أکریلامید لتحسین إعاده التدویر
- خلط المواد المضافه إلى البنزین أو زیت الوقود
- ضبط لزوجه زیت الوقود الثقیل مع زیت الغاز
الصناعات العملیه المستمره
- البلاستیک والألیاف
- السیطره على الرقم الهیدروجینی
- الراتنجات والمواد اللاصقه والإیبوکسی
- الدهانات والمصلبات
- عمال النظافه
ماده خلاط ثابته
- الصلب الکربونی
- الفولاذ المقاوم للصدأ
- سبائک مختلطه
- جی آر بی
- upvc
- cpvc
- ptfe
مزایا الخلاطات الساکنه
- کفاءه خلط عالیه، لذلک یمکن تقلیل استهلاک المواد الکیمیائیه لعملیه التنقیه وتکوین المنتجات الثانویه بشکل کبیر
- إنها تلغی الحاجه إلى الخزانات والمحرضات والأجزاء المتحرکه وطاقه الدفع المباشر وهی فعاله جدًا مع استهلاک منخفض للطاقه.
- یتم استخلاص الطاقه اللازمه للخلط الفعال عن طریق انخفاض الضغط من تدفق السائل عبر العناصر
- یتم ترکیبها دائمًا فی الأنظمه الحالیه دون تقلیل قدره المضخات الموجوده
- التثبیت سهل للغایه، ولا یتطلب مهارات خاصه بخلاف المهارات الهندسیه الفنیه
- لیس لدیهم أجزاء متحرکه ولا یحتاجون عملیا إلى الصیانه
- متوفر بجمیع أحجام الأنابیب القیاسیه
- إذا تم تصمیم القنوات المفتوحه، فهی متوفره بأی حجم دون قیود
- تم تصمیم کل خلاط ثابت بعنایه لتلبیه الاحتیاجات المحدده لکل تطبیق
أنواع الخلاطات الساکنه
- تم ترکیب الخلاطات الثابته فی آلاف المصانع وورش العمل حول العالم.
- الذی یوفر أعلى مستوى من الکفاءه والموثوقیه وکفاءه الخلط.
- تنقسم الخلاطات الثابته إلى المجموعات والفئات التالیه:
خلاطات القنوات
- ویتم ترکیبها فی أعمال المعالجه الجدیده أو إضافتها إلى المرافق القائمه والمکتمله.
- إنهم یقومون بسرعه بکمیه کبیره من عملیات الخلط ویتمتعون بکفاءه کبیره.
- تغطی خلاطات القنوات نطاقًا واسعًا من معدلات التدفق
- وهو لجرعات مختلفه من المواد الکیمیائیه. مثالی
- میزه أخرى للخلاطات الثابته هی التوفیر فی استخدام المواد الکیمیائیه نتیجه للتوفیر الاقتصادی والبیئی.
صوره ما قبل التوزیع للخلاط الثابت WVM:
- علامه تبویب التوزیع المسبق قبل إعاده تصمیمها مره أخرى باستخدام برنامج CFM (حساب السوائل الحسابیه).
- لقد تم تصمیمه وتحسینه بصریًا فی مختبر Chemineer.
- یتم توزیع المواد المضافه المحقونه فی جدار الأنبوب بواسطه لوح التوزیع المسبق على شکل حدوه حصان:
استخدم علامه التبویب ما قبل التوزیع
- یسمح باستخدام أبسط المحاقن
- إما فوهه ذات حواف أو رأس ملولب یمکن توصیل خط الحقن الکیمیائی به.
- إذا لزم الأمر، یمکن أیضًا ترکیب وصلات حقن مخصصه مع جهاز إیقاف إخراج الشرکه على لوحه الحائط.
- حمى ما قبل التوزیع لتحسین جوده الخلیط القابل للقیاس (CoV) بنسبه 10٪ على الأقل
- تم عرضه فی نطاق واسع من معدلات التدفق مقارنه باستخدام حاقن متعدد الفتحات.
- کان التحسن فی الخلط أعظم عند رقم رینولدز المنخفض (السرعه 0.1 م/ث).
عناصر اختلاط WVM
- تتم محاذاه مجموعه عناصر خلط WVM مع بعضها البعض ولکن خارج المرکز وفقًا لورقه التوزیع المسبق.
- یتم بعد ذلک التقاط حدوه الحصان الموزعه الإضافیه بواسطه طرف الضفه الأولى لعناصر WVM
- ویتم رسمها فی الدوامات الدواره المحوریه خلفها.
- کل عنصر یخلق دوامتین، لذلک کل بنک یخلق ثمانیه.
- تحافظ البنوک المتعاقبه على الدوامات وتکثفها على طول الخلاط ولبعض الطول فی اتجاه مجرى النهر.
فقدان الضغط عبر نماذج WVM
- یمکن القیام بذلک من خلال الارتباط الذی تم الحصول علیه من البحث
- بواسطه مجموعه BHR لتحدید عوامل الاحتکاک لکل نموذج WVM ولمجموعه واسعه من أرقام رینولدز المختلفه
- وتنبأ ببنوک العناصر المختلطه. جوده خلیط قابله للقیاس (معامل التباین أو CoV) خلال نفس برنامج الاختبار
- فی نفس النطاقات من رقم رینولدز ورقم بنک العناصر، وباستخدام طرق LIF (التألق المستحث باللیزر) ب.
- تم تحدید التصویت قیاس التجانس الشعاعی.
- یقارن الجدول التالی الطول وانخفاض الضغط بین نماذج WVM المختلفه
- لتحقیق نفس الرقم، یکون CoV 0.05 (5%) عند 3 أقطار أسفل مخرج الخلاط.
خلاط دبلیو فی إم کینیکس
- أظهرت لنا أبحاث السوق التی أجریناها أن خلاط Kenics HEV کان المفضل فی الصناعه لسببین رئیسیین – انخفاض فقدان الرأس والبناء المفتوح وغیر المعوق.
- من ناحیه أخرى، تتطلب الطاقه الکهربائیه الهجینه محاقن طویله ومکلفه نسبیًا وغیر مناسبه لظروف التدفق المنخفضه جدًا.
- مشروع یعتمد على المزایا الرئیسیه للمرکبات الکهربائیه الهجینه ولکنه یسمح بخیارات أکثر مرونه تناسبها
- تم الانتهاء منه فی عام 2002 بظروف تدفق مختلفه وتصمیم محسّن للحقن الإضافی وتکالیف تصنیع أقل
- وأدائها من قبل مجموعه BHR (1). مجموعه جدیده من الخلاطات تسمى WVM (Water Vortex Mixer).
- تتوفر الآن ثلاثه تصمیمات مختلفه لـ WVM.
- یسمح ذلک بتحسین معلمات التصمیم الرئیسیه للطول وانخفاض الضغط لتحقیق CoV محدد (2) فی وقت محدد:
کیف یبدو WVM وکیف یعمل؟
- خلاطات WVM من نقطه حقن بسیطه للإضافات الجداریه
- یتم تشکیل علامه تبویب التوزیع المسبق مباشره أسفل نقطه الحقن وبنک من العناصر المختلطه شبه المنحرفه.
- ویختلف عدد مصارف عناصر الخلط حسب نوعیه المزیج المطلوب للعملیه.
- تختلف الأبعاد وزاویه الهجوم والتباعد بین عناصر الخلط شبه المنحرفه بین نماذج WVM A وB وC.
- تعد ورقه التوزیع المسبق وتخطیط نقطه الحقن متماثلین بالنسبه لجمیع نماذج WVM.
خلاطات الأنابیب
- فی الفولاذ المقاوم للصدأ، بولی کلورید الفینیل، ص، الکربون الصلب،
- وهی ثابته ومتحرکه. مع أغطیه دافئه وبارده،
- یتم بناء الحاقنات ونقاط أخذ العینات ومعدات القیاس
- ومناسبه لجمیع الصناعات بمجموعه واسعه من المقاسات: من 10 إلى 300 سم.
أنظمه توزیع الغاز
یستخدم خلاطین مختلفین، أحدهما لتشکیل فقاعات الغاز والآخر لتوفیر وقت الاتصال ونقل الکتله أو الحجم بکفاءه.
ملخص
- أداء التدفق لمائع عالی اللزوجه فی الخلاطات الثابته الجدیده ذات الشفرات المتعدده الملتویه عددیاً فی نطاق Re = 0.1-150. تم دراسه
- تم تقییم تأثیر بناء قطعه الخلط وعدد رینولدز ونسبه العرض إلى الارتفاع على خصائص الخلط المضطرب للخلاطات الساکنه المختلفه على أساس طریقه تتبع لاغرانج.
- تم استخدام توزیعات الجسیمات التتبعیه، G ، وخصائص کفاءه الشد، ومجالات الشد لتقییم أداء خلط التشتت وتوزیعه فی الخلاطات الساکنه الجدیده.
- بالمقارنه مع خلاط کینیکس الثابت (KSM)، حققت الخلاطات الثابته ذات الشفرات الملتویه الثلاثه (TKSM) وأربعه خلاطات ثابته ذات الشفرات الملتویه (FKSM) خلطًا مضطربًا فی وقت أبکر بکثیر.
- ویمکنهم أیضًا الحفاظ على هذا الوضع من خلال خلط مجموعات متتالیه من العناصر. فی المقابل، هناک مناطق کبیره غیر مختلطه فی الخلاط الثابت ذو الشفره المزدوجه الملتویه (DKSM).
- إن مقدار الجر المحسوب من خطوط المسار یتوافق جیدًا مع النتائج الوارده فی الأدبیات.
- أظهرت مسارات الجسیمات أن لوغاریتم معدل الانفعال یزداد خطیاً مع الطول المحوری بلا أبعاد. بالنسبه لطول معین للخلاط الثابت، یؤدی تقلیل نسبه العرض إلى الارتفاع إلى زیاده معدل السحب.
- عندما کان عدد الأوراق المتعدده الملتویه فی القسم أکثر من 2، أصبح اتساع منحنى الکثافه الاحتمالیه أکبر من KSM.
- تحتوی جمیع الخلاطات الثابته على مجموعات صغیره من نقاط المواد التی تتعرض لتوتر عالٍ جدًا. لقد وجد أن TKSM وFKSM یتمتعان بکفاءه خلط أعلى من KSM، بینما یُظهر DKSM قدره أسوأ على الخلط الدقیق.
سؤال
معالجه البولیمرات عالیه اللزوجه: تنتج مطحنه غزل الألیاف الاصطناعیه آلاف الخیوط الفردیه فی وقت واحد. تنشأ جمیع الخیوط من مصدر واحد من ذوبان البولیمر عالی اللزوجه ودرجه الحراره العالیه والضغط العالی والذی یتم ضخه إلى الرؤوس الدواره من خلال نظام متعدد الجوانب معقد.
یؤدی التدفق الصفحی ذو اللزوجه العالیه فی نظام توصیل البولیمر إلى معدلات حراره شعاعیه کبیره، مما یؤدی إلى ضعف التحکم فی اللزوجه وقوه الألیاف. یرتبط الکسر المتکرر للخیوط بأضرار کبیره وخساره فی الإنتاج، فضلاً عن جوده المنتج الردیئه وغیر المتسقه.
حل
- تم تصمیم سلسله Statiflo 700 خصیصًا لمعالجه البولیمر. یتمیز الخلاط ببنیه محکمه الغلق ذات حافه مستمره لمنع حدوث قصور فی عملیه الخلط وتوفیر السلامه المیکانیکیه عند انخفاض الضغط العالی. یتطابق غلاف الخلاط تمامًا مع أبعاد الأنابیب المجاوره للعمیل. یتم تجنب المخفضات والتغیرات المفاجئه فی القطر.
- یتم إجراء خلط التدفق الصفحی عن طریق تقسیم التدفق والخلط الشعاعی ویزیل بسرعه الاختلافات الشعاعیه فی درجه حراره البولیمر.
- یتم وضع الخلاطات فی نظام التسلیم المتشعب مباشره قبل انقسام کل تیار لخلق ظروف مختلطه تمامًا والتأکد من ضخ نفس البولیمر إلى الخلاط التالی وتقسیم التیار.
- یعد تشطیب السطح الداخلی عالی الجوده فی الخلاط أمرًا ضروریًا للتدفق الفعال ولمنع المواد من التکسر، خاصه عندما یحدث تغیر اللون بشکل متکرر.
نتیجه
یؤدی الاهتمام الدقیق بالمزج إلى الحصول على خصائص فیزیائیه متسقه ومنضبطه لجمیع الخیوط. کما یسمح التحکم المحسن فی درجه الحراره بغزل ألیاف أرق. تم تحسین القوه المیکانیکیه، وتقلیل تکسر الخیوط وزیاده معدلات الإنتاج بشکل کبیر.
یتم تقلیل التباین بمرور الوقت والنفایات بین الألوان المختلفه لمعالجه البولیمر.
تعتبر میزات الخلاط الثابت STATIFLO ذات أهمیه أساسیه فی دراسه الحاله هذه
- آمنه وموثوقه
- تکلفه الترکیب منخفضه
- لا توجد أجزاء متحرکه لعملیه خالیه من الصیانه تقریبًا
- هیکل محکم الغلق من أجل خلط فعال وسلامه میکانیکیه
- انخفاض الضغط المنخفض نسبیا
- یزیل التدرجات الشعاعیه
- مواد البناء التی یحددها العمیل
- مصممه خصیصًا لتتناسب مع أنابیب المستخدم
ملخص
تم تقییم خلط السوائل اللزجه المرنه المثالیه (Boger) فی الخلاط الثابت Kenics KM من خلال تحلیل الصور التی تم الحصول علیها بواسطه الفلورسنت المستحث باللیزر (PLIF). یتم دراسه تأثیر مرونه السائل وسرعه سطح السائل، مع قیاس أداء الخلط باستخدام معامل CoV التقلیدی لقیاس التباین جنبًا إلى جنب مع الطریقه الإقلیمیه التی طورها Albrini et al.
(2013). کما تم الإبلاغ سابقًا عن سوائل ترقق القص غیر النیوتونیه، فإن اتجاه معامل التباین لا یتبع نمطًا منتظمًا، فی حین أظهر التحلیل الإقلیمی أن جزء الخلط یتجاوز 90٪ (أی جزء التدفق الموجود ضمن ± 10% من الخلیط الکامل (الترکیز) یتناقص مع زیاده توتر السائل. علاوه على ذلک، لا یصل مجموع الکسر المعقد إلى أکثر من 90% على منحنى واحد مع معلمات تقلیدیه بدون أبعاد مثل رقم رینولدز ورقم فایسنبیرج Wi ، وبالتالی رقم رینولدز المعمم Reg Re . = یتم تنفیذ الاستجابه /(1 + 2 Wi ) ببیانات تظهر ارتباطًا جیدًا بهذه المعلمه.
خلاط SMX ثابت
تم استخدامه لتفریق السوائل النیوتونیه إلى سوائل منخفضه اللزوجه، والسوائل النیوتونیه وغیر النیوتونیه دون وجود ماده خافضه للتوتر السطحی. یغطی هذا البحث تأثیر الطور المشتت، نسبه اللزوجه بین الأطوار، طول الخلاط واستهلاک الطاقه. تم الحفاظ على نظام التدفق ثابتًا فی جمیع التجارب مع محتوى الطور المشتت یصل إلى 25٪ ونسبه اللزوجه فی حدود 1 إلى 400. تم قیاس الظروف التجریبیه للالتحام بسبب اللزوجه العالیه للطور المستمر، وتأثیر لزوجه الطور المشتت وکسر الحجم على متوسط حجم القطره.
تم الحصول على توزیع الحجم عن طریق تحلیل الصور. باستخدام مفهوم “لزوجه العملیه”، یمکن جمع جمیع الأقطار المتوسطه على منحنى رئیسی باستخدام استهلاک الطاقه فی الخلاط کمتغیر التباین بین التجارب. تم إجراء مقارنات الأداء مع خلاطات کینیکس باستخدام نتائج الأدبیات. أظهرت النتائج أن خلاط SMX أکثر ملاءمه لمهمه التشتیت بسبب بنیته الداخلیه.
اختیار التصمیم المناسب للخلاط الثابت للمخالیط اللزجه
ملخص التکنولوجیا
تختلف تصمیمات الخلاطات الثابته بشکل کبیر ویعتبر الاختیار المناسب هو المفتاح لتحقیق خلیط متجانس ضمن انخفاض الضغط المسموح به أو طول الأنبوب المتاح. بالنسبه للتطبیقات اللزجه ذات المساحه المحدوده ولکن لا یوجد حد أقصى لانخفاض الضغط، یوصى باستخدام خلاط ثابت لمولد السطح.
تصامیم خلاط ثابت
الخلاط الثابت هو جهاز یتم إدخاله فی حجره أو خط أنابیب بغرض التحکم فی تدفقات السوائل لتقسیم الطبقات أو إعاده تجمیعها أو نشرها أو تدویرها أو تشکیل الطبقات أثناء مرورها عبر الخلاط. یمکن التنبؤ بأداء الخلط بسهوله بناءً على معدل التدفق واللزوجه والکثافه والنسبه المئویه لمکونات الخلیط وأبعاد الأنابیب.
تتوفر تصمیمات مختلفه، تتکون عادهً من ألواح أو حواجز موضوعه بزوایا دقیقه لتوجیه التدفق وزیاده الاضطراب وتحقیق الخلط.
تعتبر أنماط الخلاطات الثابته التقلیدیه المذکوره أعلاه مثالیه لتطبیقات التدفق العالی واللزوجه المنخفضه. فی ظل هذه الظروف المضطربه، یتم تحقیق الخلط الکامل عادهً فی 4 أو 6 عناصر فقط مع انخفاض بسیط نسبیًا فی الضغط. ومع ذلک، بالنسبه لمتطلبات التدفق المنخفض و/أو اللزوجه العالیه، فإن عدد عناصر الخلاط الثابت لهذا التصمیم المطلوبه لتحقیق خلیط متجانس یزید بشکل کبیر. إذا کان إعداد العملیه محدودًا فی الطول، فمن المستحسن الانتقال إلى خلاط ثابت بنمط مختلف.
مولدات مستوى الواجهه
إن رأس مولد السطح البینی (ISG) عباره عن تصمیم خلاط ثابت فرید من نوعه یتمیز بمکونات کتله صلبه محفوره بأربعه ثقوب. تتشکل نهایات العناصر بحیث تشکل العناصر المتجاوره عند وضعها معًا حاویه رباعیه السطوح. إذا دخل تیاران من المدخلات إلى الخلاط الثابت ISG، فإن عدد الطبقات الخارجه من العناصر الأول والثانی والثالث هو 8 و32 و128 على التوالی. یؤدی هذا التحسین المتسارع إلى إنشاء أکثر من ملیونی طبقه فی 10 عناصر فقط.
تعتبر آلیه الخلط ISG مثالیه لتطبیقات التدفق الصفحی ذات اللزوجه العالیه مع رقم رینولدز أقل من 500. یعد خلط مکون ثانوی مثل الصبغه أو المحفز أو ماده مضافه منخفضه اللزوجه فی سائل لزج تطبیقًا کلاسیکیًا لـ ISG. یمکن لهذا الخلاط التعامل مع مجموعه واسعه من المنتجات من المواد الغذائیه إلى البولیمرات والمواد اللاصقه والبلاستیک والمواد المرکبه. یعتبر ISG أیضًا مناسبًا للعملیات الصحیه حیث تتم إزاله العناصر بسهوله من الهیکل لیتم تنظیفها وتطهیرها بشکل فردی.
نظرًا لهندسه عناصر ISG، یتم تحقیق الخلط الکامل فی طول أنبوب قصیر جدًا، لذلک یتم استخدام هذا النوع من الخلاطات الثابته لمتطلبات التدفق المضطرب مع مساحه محدوده وبدون انخفاض أقصى للضغط.
مثال تطبیقی: مستحلب جل الزیت فی الماء
تم إجراء تجارب تجریبیه لتحدید مدى قدره الخلاط الثابت Ross ISG على تقلیل حجم القطره لمستحلب جل لزج محدد. حجم القطره المستهدفه: <5 میکرون.
تم تحضیر مستحلب أساسی یتکون من 98% هلام مائی و2% زیت باستخدام خلاط شفره على شکل دفعه واحده. کانت الماده رقیقه جدًا – 121000 سنتی بواز عند سرعه دوران قدرها 0.5 دوره فی الدقیقه و31400 سنتی بواز فقط عند 3 دورات فی الدقیقه. تم استخدام مضخه تروس لدفع المنتج إلى خلاط ISG. وفی تمریره واحده بسرعه 4.75 جالون فی الدقیقه، انخفض متوسط حجم القطره من 19.46 إلى 4.07 میکرون. فی تشغیل آخر، تمت تغذیه المستحلب الأساسی بمعدل تدفق أعلى قلیلاً، 6.6 جالون فی الدقیقه، وکان حجم القطره الناتج بعد تمریره واحده 2.56 میکرون.
هل انت مستمتع فی هذه مقال؟ فیما یلی بعض الموارد الإضافیه التی قد تکون مهتمًا بها:
- الخلط الثابت المستمر لتدفقات العملیات المتعدده
- خلاطات لعملیات التخفیف المستمر
- قم بتحسین عملیه البثق باستخدام الخلاط الثابت.