Лако-красочные материалы — производство

Измерение насосного эффекта может производиться различными способами:

1) непосредственно, путем измерения объема жидкости, нагне­таемого или засасываемого мешалкой в единицу времени, с помощью соответствующей системы резервуаров или расходомера;

2) путем измерения распределения скорости в аппарате;

3) косвенно, путем измерения времени циркуляции;

4) путем измерения силы, с которой поток жидкости воздействует на днище сосуда.

Раштон, Мак и Эверетт [179] применяли соответствующую систему для непосредственного измерения насосного эффекта про­пеллерных мешалок. Аппаратура состоит из двух резервуаров, помещенных друг в друге. Поток жидкости (воды), создаваемый пропеллерной мешалкой, установленной в меньшем резервуаре, нагнетался через отверстие в днище этого резервуара, обору­дованное расходомерной диафрагмой. Авторы подобрали геометри­ческие размеры системы таким образом, чтобы получить максималь­ный расход, и эту величину принимали за насосный эффект.

Одно из альтернативных решений аппаратуры для измере­ния насосного эффекта пропеллерных мешалок представлено на рис. III-20. Мешалка 2 всасывает жидкость из трубы 3 и нагнетает В сосуд 1, откуда она через перелив стекает в промежуточный резер­вуар 4. Затем жидкость насосом 5 через регулировочный клапан 6 И ротаметр 7 снова подают в трубу 3. Течение жидкости через рота­метр регулируется таким образом, чтобы уровень ее во всасыва­ющей трубе 2 был равен уровню жидкости в аппарате п не менялся
во времени; тогда эта величина равна расходу жидкости во всасы­вающей трубе и соответствует производительности V* в данных условиях работы мешалки. Диаметр всасывающей трубы и место ее расположения относительно мешалки следует выбирать с таким расчетом, чтобы получить максимальный расход жидкости.

Несколько другую систему для непосредственного измерения насосного эффекта (объемный метод) пропеллерных мешалок с диф­фузором использовали Сервинский и Бласинский [188]. Система состояла из трех резервуаров — резервуара для сбора жидкости, аппарата с мешалкой и мерного бака. Жидкость из аппарата вытал­кивалась через перелив в мер­ный бак посредством мешалки, вращающейся в диффузоре.

Потеря жидкости в аппа­рате компенсировалась автома­тически из сборника воды по закону сообщающихся сосудов. Уровень жидкости в сборнике воды и в аппарате с мешалкой был одинаков и менялся во время каждого замера незна­чительно ввиду большой поверх­ности зеркала жидкости в сбор­нике. Измерение насосного эффекта сводилось, таким обра­зом, к определению объема жидкости в мерном баке и деле­нию его на время замера (время перекачивания).

[61] применяли похожую си­стему, состоящую из трех резервуаров, для измерения насос­ного эффекта турбинных мешалок. На использованной ими аппа­ратуре можно было также производить измерение высоты напора мешалок.

Указанные методы обладают тем недостатком, что применяемая для измерений аппаратура обычно нарушает естественную цирку­ляцию жидкости в аппарате, вследствие чего могут возникнуть большие измерительные погрешности. Результаты измерений, как правило, получаются заниженными. Только в случае некоторых меша­лок (например, для описанной выше пропеллерной мешалки с диф­фузором) это существенного значения не имеет. Измерение насос­ного эффекта путем установления распределения радиальных и осевых скоростей на поверхности, описываемой лопатками мешалки, является более точным при условии, что распределение скоростей было замерено правильно. Для вычисления V* используют урав­нение (III-18) и производят графическое интегрирование. Дополни­тельным упрощением, например для мешалок, создающих радиаль­ный поток жидкости, является возможность измерения одной только максимальной скорости Wr в плоскости мешалки и пересчета

Г лмакс

Ее на среднюю скорость по формуле wr = Cwr С с последующим использованием уравнения (III-19). Такой метод измерения исполь­зовали Бласинский и Тычковский [20] для турбинных мешалок, принимая в соответствии с предпосылкой Сакса и Раштона wr = = 0,64 wr.

‘макс

Нагата и др. [145, 148] применяли уравнение (III-22) и экспе­риментально установленные значения распределений скоростей. Предложенный Марром и Джонсоном [129], а также Парцеллом и Марром [161] косвенный метод определения насосного эффекта, использующий измерение времени циркуляции, состоит во введе­нии в перемешиваемую жидкость (воду) так называемого инди­катора расхода. Индикатором расхода была резиновая таблетка раз­мером 6,4 х6,4 xl,6 мм и плотностью 0,98 г/см3, т. е. близкой к плот­ности воды. Авторы измеряли время между очередным появлением индикатора в сечении мешалки, определяя таким образом время цир­куляции тс. Эту величину получили в виде среднего значения по многим замерам. Принимая время циркуляции тс как среднее время пребывания в объеме аппарата V, они рассчитывали в соответствии з теорией Данквертса [41] насосный эффект по формуле:

V;=v/Rc (ш-23)

Формула (II1-23) справедлива при условии, что все пространство аппарата является активным объемом. На практике в аппарате существуют неактивные объемы, в которых скорости малы, и поэтому величину V следует соответственно снизить (в противном случае будут получены завышенные значения V*P). Подобный метод приме­нял Форт [51]. Время циркуляции можно также измерять другим способом, изложенным в следующем разделе.