1. Comprendre els requisits de mescla
A . Propietats de material
Viscositat: Materials d’alta viscositat (e . g ., pastes, adhesius) requereixen velocitats més elevades per superar la fricció interna, mentre que els líquids de baixa viscositat poden necessitar velocitats inferiors per evitar esquitxades o cisalla excessiva .
Densitat i mida de partícules: Les partícules pesades o gruixudes poden necessitar una rotació més ràpida per assegurar la suspensió i la dispersió, mentre que els pols fins poden aglomerar a velocitats elevades .
Sensibilitat de cisalla: Materials fràgils (e . g ., determinats polímers, mostres biològiques) requereixen velocitats inferiors per evitar la degradació, mentre que els materials robustos poden tolerar forces de cisalla més altes .
B . Objectius de mescla
Homogeneïtat: El nivell desitjat d'Uniformity (e . g ., amb quina rapidesa s'han de barrejar els components) .
Temps de barreja: Les velocitats més ràpides poden reduir el temps de mescla, però poden causar un sobrecost o residus energètics .
Generació de calor: Les velocitats altes augmenten la calor a causa de la fricció, que pot afectar els materials sensibles a la temperatura .
2. Analitzar el disseny i la geometria del mesclador
Configuració de l’eix: Els mescladors de bessons poden tenir eixos paral·lels o contra-rotadors amb diferents dissenys de fulla (e . g ., paletes, impulsors, rotors intermeShing) . Forma de la fulla i espaciament influeixen els patrons de flux i els ritmes de cisalla .
Mida i geometria del tanc: Els dipòsits més grans poden requerir velocitats més altes per mantenir la turbulència de flux, mentre que els defensors o els rascadors poden alterar la velocitat òptima millorant la circulació .
Selecció entre les fulles i les parets del tanc: Les autoritzacions més petites poden necessitar velocitats inferiors per evitar l'estancament o danys de material .
3. Realitzar proves experimentals
A . Comença amb velocitats baixes
Comença a una velocitat de rotació baixa (e . g ., del 10–20% de la capacitat màxima del mesclador) i augmenta gradualment mentre monitoritzant:
Rendiment de barreja: Utilitzeu tècniques com la inspecció visual, les proves de mostra (e . g ., distribució de mida de partícules, mesures de viscositat), o imatge (e . g ., MRI per a fluxos complexos) per avaluar l'homogeneïtat .
Consum d'energia: Mesureu l'ús de l'energia amb un mesurador de potència per identificar la velocitat amb què l'eficiència energètica pica .
Comportament material: Comproveu si hi ha signes de degradació (e . g ., aprimament de cisalla, decoloració) o excessiu espuma .
B . Realitzeu una prova de Speed Sweep
Varia la velocitat en els passos incrementals (e . g ., 20 rpm, 40 rpm, 60 rpm) i registre:
És hora d’arribar a l’homogeneïtat desitjada (e . g ., mitjançant una uniformitat de corba de barreja contra el temps) .
Dibuix de potència màxima (indica quan el mesclador funciona amb més intensitat) .
Qualsevol efecte advers (e . g ., esquitxant, sobreescalfament o tensió de la fulla) .
c . Identificar règims de velocitat crítica
LAMINAR VS . flux turbulent:
Flux laminar(velocitats baixes): adequat per a la barreja suau, però pot tenir una cisalla suficient per a la dispersió .
Flux turbulent(velocitats elevades): millora l'eficiència de barreja, però arrisca el dany del material o l'ús d'energia excessiva .
Punt de transició: La velocitat amb la qual el flux transita de laminar a turbulent, sovint identificat per un fort augment del consum d'energia .