Míchání a homogenizace směsí Míchání je hydrodynamický proces, při kterém je různými způsoby vyvoláván vzájemný pohyb částic míchaného materiálu. Účelem.

Prezentace na téma: "Míchání a homogenizace směsí Míchání je hydrodynamický proces, při kterém je různými způsoby vyvoláván vzájemný pohyb částic míchaného materiálu. Účelem."— Transkript prezentace:

1 Míchání a homogenizace směsí Míchání je hydrodynamický proces, při kterém je různými způsoby vyvoláván vzájemný pohyb částic míchaného materiálu. Účelem mícháním je dosáhnout dokonalé, co nejrovnoměrnější homogenizace (stejnorodosti) všech složek v celém objemu míchaného množství.

2 Míchání rozdělení  Volné (volný pá­d v důsledku pohybu bubnu míchačky)  Nucené (míchání pomocí lopatek, šneků apod.)  Příprava emulzí, suspenze i směsi tuhých látek  V kapalném prostředí  V tuhém, sypkém a těstovitém prostředí

3 Míchání v kapalném prostředí  Mechanické míchání hřídel s lopatkami Podle úpravy lopatek: lopatková, vrtulová, turbinová, zvláštní Podle frekvence otáčení: pomaloběžná, rychloběžná  Pneumatické míchání probublávání pomocí plynu vystupujícího dolním koncem trubky ponořené do kapaliny

4 Míchání v tuhém, sypkém a těstovitém prostředí  Obtížnější homogenizace míchané směsi než v kapalném prostředí  Převážně mechanické mísiče: vsádkové, kontinuální  Dle konstrukce: mísiče s rotující komorou, mísiče se stacionární komorou a vnitřním míchacím zařízením, gravitační mísiče, fluidní mísiče  Faktory ovlivňující míchání: granulometrické složení, součinitel vnitřního tření, součinitel vnějšího tření, pevnost, charakterizovaná mezní pevností v tlaku a otěru, viskozita, měrná hmotnost  Volbu zařízení pro míchaní dále ovlivňuje: Požadovaný stupeň homogenizace vsádky, doba potřebná k jejímu dosažení, nutná manipulace s materiály, snadnost čištění mísiče, schopnost rozbíjení shluků částic, omezení vzniku prachových částic a jejich úniku, ohřev, chlazení atd.

5 Míchání betonových směsí Gravitační (samospádové)  lopatky jsou pevně připevněny na vnitřním obvodu bubnu míchačky  vhodné pro malé množství, více vody, větší max. zrno kameniva  užití: na staveništích, autodomíchávače

6 Míchání betonových směsí Nucené  kvalitní beton při minimalizování době míchání  vertikální osu otáčení  druhy: buben pevný otáčí se hřídel s lopatkami, pevná hřídel s lopatkami otáčivý buben  výhody: možnost využití velkých objemů až do 3,5 m 3, krátké doby míchání, max. 60 s, vysoká účinnost homogenizace směsí, vysoký stupeň automatizace, možnost výroby speciálních betonů (barevné betony, betony s rozptýlenou výztuží atd.)

7 Míchání betonových směsí Aktivační  vysoké otáčky → voda proniká rovnoměrně mezi zrna cementu  zrna cementu se otírají → nárust počáteční pevnosti betonu  vyšší počáteční i konečné pevnosti a úsporu cementu  příprava injektážních malt, sanační malty  otáčky rotoru min. 2 000 ot/min

8 Míchání v kapalném prostředí

9 Velikost odstředivé síly  Dosazení obvodové rychlosti otáčení do vzorce pro odstředivou sílu F  Obvodová rychlost zvětšení odstředivé síly lze dosáhnout snadněji zvět­šením počtu otáček, než zvětšením poloměru bubnu ω = 2 π f r

10 Pracovní příkon míchadla  příkon – tok mechanické energie z míchadla do míchaného materiálu  příkonového kritéria P o P o = f ( R eM, F TM, Γ 1, Γ 2, …)  Když je míchadlo v normálním chodu, spotřebovává se energie na překonání tře­ní lopatek o kapalinu, tj. na překonání odporu prostředí.  Příkonové kritérium

11 Příkonové kritérium  Reynoldsovo kritérium  Froudeho kritérium  Geometrické poměry Γ (geometrické uspořádání míchadla)

12 Definice simplexů geometrické podobnosti Simplex Definice Význam symbolů Γ1D/db - šířka narážky Γ2H/dD - vnitřní průměr nádoby Γ3H2/dd - průměr míchadla Γ4b/dH - výška kapaliny Γ5h/dH2 - výška spodní hrany míchadla nad dnem nádoby Γ6nLh - výška míchadla Γ7nbnL - počet lopatek míchadla Γ8 sin αnb - počet narážek v nádobě α - úhel sklonu lopatek míchadla

13 Oblast proudění

14 Účinnost míchání  Procento směšování x  C < 50 % →  C > 50 % →  Index míchání při n odebraných vzorcích

15 Doba homogenizace  Při stupni homogenizace 0,95 považujeme vsádku za dobře homogenizovanou  Doba míchacího cyklu

16 Modelování zařízení  Geometrie zařízení, frekvence otáčení  Model a dílo jsou ve stejném poměru  Geometrická podobnost modelu a díla při turbulentním režimu proudění  Dva způsoby modelování: 1. Stejná hodnota veličiny příkonu míchadla 2. Konstantní obvodová rychlost konců lopatek míchadla

17 1. Stejná hodnota veličiny příkonu míchadla  Za podmínky  Pracujeme v automodelové oblasti  Hustota vsádky je stejná na modelu i díle  Doba homogenizace za předpokladu turbulentního proudění

18 2. Konstantní obvodová rychlost konců lopatek míchadla  Frekvence otáčení míchadla  Doba homogenizace díla pro dosažení shodného stupně homogenity jako na modelu

19 Protokol  Stanovte také P Md a P MM pomocí obou metod