Введение
Устройство для смешивания двух текучих материалов в трубе, содержащей серию преград.
Статический смеситель – это устройство для непрерывного смешивания текучих материалов без движущихся частей. Обычно смешиваемые материалы – жидкости, но статические смесители также могут использоваться для смешивания газовых потоков, диспергирования газа в жидкости или смешивания несмешивающихся жидкостей. Энергия, необходимая для смешивания, обеспечивается за счет потери давления при протекании материалов через статический смеситель. Одной из конструкций статического смесителя является пластинчатый смеситель, а другой распространенный тип устройства состоит из смесительных элементов, размещенных в цилиндрическом (трубчатом) или квадратном корпусе. Размеры смесителя могут варьироваться от примерно 6 мм до 6 метров в диаметре. Типичные материалы изготовления компонентов статических смесителей включают нержавеющую сталь, полипропилен, тефлон, PVDF, ПВХ, ХПВХ и полиацеталь. В новейших конструкциях используются статические смешительные элементы из стали с внутренним стеклоэмалевым покрытием.
Тип таблицы
В конструкции пластин смешивание достигается за счет интенсивной турбулентности потока.
Конструкция корпусных элементов
В конструкции корпусных элементов статические смесительные элементы состоят из серии бафлов, изготовленных из металла или различных видов пластика. Аналогичным образом, корпус смесителя может быть изготовлен из металла или пластика. Конструкция корпусных элементов предусматривает метод подачи двух потоков жидкости в статический смеситель. По мере продвижения потоков через смеситель, неподвижные элементы непрерывно перемешивают материалы. Полное смешивание зависит от множества факторов, включая свойства жидкостей, внутренний диаметр трубы, количество элементов и их конструкцию. Фиксированные, как правило спиральные элементы смесителя корпусного типа могут одновременно создавать рисунок разделения потока и радиального смешивания:
Разделение потока: При ламинарном течении обрабатываемый материал разделяется на передней кромке каждого элемента смесителя и следует по каналам, образованным формой элемента. На каждом последующем элементе эти два канала разделяются еще больше, что приводит к экспоненциальному увеличению слоистости. Количество образующихся стратификаций равно 2n, где n – количество элементов в смесителе. Радиальное смешивание: При турбулентном или ламинарном течении вращательная циркуляция обрабатываемого материала вокруг собственной гидравлической оси в каждом канале смесителя вызывает радиальное перемешивание материала. Обрабатываемый материал перемешивается для уменьшения или устранения радиальных градиентов температуры, скорости и состава.
Приложения
Обычно используются в смесительных головках для двухкомпонентных клеев (например, эпоксидных) и герметиков (см. литье смол). Другие области применения включают очистку сточных вод и химическую переработку. Статические смесители также могут применяться в нефтеперерабатывающей и нефтегазовой промышленности, например, при переработке битума или обессоливании сырой нефти. В производстве полимеров статические смесители могут использоваться для интенсификации реакций полимеризации или для введения жидких добавок.
История
Статический смеситель берет свое начало в изобретении смесительного устройства, запатентованном 29 ноября 1965 года компанией Arthur D. Little Company. Это устройство представляло собой конструкцию с размещенными внутри элементами и было лицензировано корпорации Kenics, а затем продавалось под названием Kenics Motionless Mixer. В настоящее время бренд Kenics принадлежит компании National Oilwell Varco. Патент на статический смеситель пластинчатого типа был выдан 24 ноября 1998 года Роберту В. Гланвиллу из Westfall Manufacturing.