3. АППАРАТЫ ДЛЯ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ ЖИДКОСТЕЙ И СУСПЕНЗИЙ
Вибрационные воздействия гогут существенно ускорять процессы, протекающие в жидкой несущей среде на граничных поверхностях различных фаз, т. е. в смесях типа суспензий, эмульсий и потоков пузырьков газа в жидкости. В этих целях находят применение различные способы вибрационного воздействия. Так, можно внутрь жидкости, находящейся в камере аппарата, ввести устройство, вызывающее распространение волн в объеме жидкости. Иногда такой способ называют озвучиванием, поскольку обычно используют частоты звукового диапазона. Согласно другому способу весь объем жидкости в камере аппарата приводят в медленное колебательное движение со значительной амплитудой перемещения (см. также гл. V).
Возможно создание ограниченного по толщине виброкипящего слоя сыпучего материала в жидкой среде, а также вибрационное возбуждение множества затопленных турбулентных струй в объеме жидкости, помещенной в камере аппарата. Струи вызывают интенсивное перемешивание содержимого камеры. Интенсивное вибрационное перемешивание представляет собой наиболее эффективный способ ускорения технологических процессов в жидких средах невысокой вязкости с помощью вибрации.
Рис. 2. Схема вибрационного возбуждения затопленных турбулентных струй
Для образования струй в сосуд 1 (рис. 2) с жидкостью погружают диск 2, совершающий поступательную вертикально направленную вибрацию. В диске имеются отверстия 3 конической или коноидной формы. Такие отверстия оказывают значительно большее сопротивление протеканию жидкости в направлении расширения, чем в направлении сужения отверстия. Благодаря этому при симметричной вибрации диска из узкого выхода отверстия вырывается затопленная струя 4. Описанное явление называют виброструйным эффектом.
Затопленные турбулентные струи, как известно, постепенно расширяются по мере удаления от места истечения и теряют скорость. Для струй кругового сечения осевая скорость (т. е. средняя скорость по оси сечения струи) остается постоянной до расстояния от места истечения 
где 
диаметр выходного сечения отверстия, и затем постепенно снижается. Эффективная относительная длина 
струи, т. е. отнесенное к диаметру выходного сечения отверстия расстояние от этого сечения До другого сечения, где осевая скорость уменьшилась в 
раз, для значений 
может быть определена по формуле
где 
осевые скорости струи соответственно на расстоянии хот места истечения и в самом сечении истечения.
Камера аппарата обычно имеет цилиндрическую форму. Днище может быть плоским, полусферическим, иметь форму усеченного конуса и т. п. В камеру вставлен вертикальный шток с прикрепленными к нему одним, двумя (рис. 3) или несколькими дисками в зависимости от высоты аппарата. Сверху шток соединен с виброприводом, который сообщает ему вибрацию с частотой 25—100 Гц. В дисках имеется значительное число перфораций конической или коноидной формы. Суммарное сечение отверстий со стороны выхода струй составляет 
площади диска. Сужения отверстий, а следовательно, и струи могут быть направлены вниз или вверх. Для предотвращения образования осадка на днище струи с нижнего диска направляют вниз. Форма сечения отверстий не обязательно должна быть круглой. Интенсивное перемешивание возникает при амплитуде скорости дисков около 
Рис. 3. Схема аппарата с двумя перфорированными дисками на одном штоке
Диаметр диска обычно не превышает половину диаметра камеры аппарата. При больших диаметрах камеры аппарата можно устанавливать несколько параллельных штоков с дисками, например три штока, чтобы избежать необходимость установки дисков диаметром более 
которые трудно делать достаточно жесткими при малой массе.
В качестве вибрационного привода применяют однотактные электромагнитные вибровозбудители, кривошипно-шатунные механизмы, а в более редких случаях и другие устройства. Вместимость аппаратов до 
Для достижения интенсивного перемешивания во всем объеме камеры аппарата рекомендуют обеспечивать 
площади дисков на 
полезного объема аппарата. Мощность, необходимая для поддержания вибрации дисков поверхностью 
с амплитудой скорости 
в маловязких суспензиях, составляет около 
Аппараты с интенсивным вибрационным перемешиванием жидкой среды эффективны для осуществления многих технологических процессов, в том числе выщелачивания, цементации, сорбционных и экстракционных процессов, процессов взаимодействия жидкостей и суспензий с газами. Газообразный реагент, подаваемый под струи, образуемые вибрирующими дисками, весьма тонко диспергируется и с большой полнотой используется в процессе. Характерными для процессов, протекающих в аппаратах с интенсивным вибрационным перемешиванием, являются большая скорость и полнота протекания.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
(см. скан)
