Пристрій для перемішування рідин

Полезная модель относится к устройствам для получения смеси из нескольких компонентов путем их перемешивания, наприер, при получении моторного топлива смешением низкооктанового бензина и ароматического компонента и может найти применение в химической, коксохимической и нефтегазовой промышленности. Известно устройство для смешивания жидкостей [Авт. ев, СССР № 582821, кл. В 01 1/00, опубл. 10.01.77, "Бюл. № 75], где компоненты подаются в цилиндрическую емкость по тангенциальным патрубкам, подведенным касательно к внутренней поверхности цилиндрической емкости в точке входа. В этом устройстве смешение компонентов требует довольно значительного времени. Это объясняется тем, что при подаче с тангенциальными патрубками имеет место относительно неравномерное поле распределения вектора скорости, что снижает производительность установки. В основу полезной модели поставлена задача путем изменения формы подающих компоненты смеси патрубков обеспечить равномерное распределение вектора скорости потоков в смесительной цилиндрической емкости, что приводит к значительному уменьшению" времени перемешивания и, следовательно, к увеличению производительности. Поставленная задача решается тем, что в устройстве для перемешивания жидкостей, например, ароматических фракций коксохимического производствами низкооктановых продуктов нефтепереработки при получении смесевого бензина, выполненном в виде цилиндрической емкости с входными изогнутыми петрушками, подведенными касательно к внутренней поверхности емкости в точке входа, входные патрубки выполнены изогнутыми по кривой шторето порядка и подведены к емкости в ее нижней части, а сливной патрубок расположен в верхней части емкости. Кроме того, в устройстве входные патрубки изогнуты по кривой, соответствующей дуге окружности, причем отношение диаметре окружности к внутреннему диаметру емкости составляет 10-15. Кроме этого, входные патрубки изогнуты по кривой соответствующей части кривой эллипса, описываемой параметрами а и в и текущей переменной χ в уравнении эллипса для декартовых координат, причем отношение а к внутреннему радиусу емкости состав-.ляетІ5-20, отношение в к внутреннему радиусу емкости составляет 10-15итекущая переменная χ изменяется в пределах от -а до +а. Один из вариантов выполнения устройства состоит в том, что входные патрубки изогнуты по кривой, соответствующей части кривой гиперболы, описываемой параметрами а и в и текущей переменной χ в уравнении гиперболы для декартовых' координат, причем отношение а к внутреннему радиусу емкости составляет 10-15,отноше-ние в к внутреннему радиусу емкости составляет 10-15, а текущая переменная χ изменяется в пределах от а до 3а". Последний вариант выполнения устройства состоит в том, что входные патрубки изогнуты по кривой, соответствующей части кривой параболы, описываемой параметром и текущей переменной χ в уравнении параболы для декартовых координат, причем отношение к внутреннему радиусу емкости составляет 10-15 и текущая переменная χ изменяется в пределах от а до За. При перемешивании двух компонентов путем подави их в смесительную цилиндрическую емкость по патрубкам, изогнутым в форме кривой второго порядка, возникают условия, при которых создается равномерное распределение входного поля скоростей и рециркуляционная зона оптимальной конфигурации. А это приводит к образованию в потоках стабильных ви хрей, что в свою очередь обуславливает более высокую степень перемешивания в единицу времени. Предлагаемая полезная модель характеризуется чертежами, где на фиг. 1 показан вид сбоку, а на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1. На фиг. 1 обозначены: 1 -цилиндрическая емкость, 2 - сливной патрубок, 3 - входные патрубки. На фиг. 2 представлены входные патрубки, изогнутые по дуге окружности. Устройстве работает следующим образом. Дли получения смесевого неэтилированного бензина ароматическая фракция продукта коксохимического производства подается через условно левый патрубок 3, а через правый 3 - прямогонный низкооктановый бензин (по ТУ38-001500-89). Для получения смесевого бензина ' могут использоваться и другие составляющие, Необходимые компоненты смешиваются β цилиндрической емкости 1, а смесь выходит через сливной патрубок 2. В цилиндрической емкости потоки компонентов смешиваются в режиме постоянного завихрения, без образования фонтана брызг и областей неоднородного содержания компонентов. Для придания входным патрубкам требуемой формы они выполнялись из специального бензостойкого материала, заключенного в пластичную оболочку. Форма патрубка задавалась специально приготовленным шаблоном, поверхность которого (на которой закреплялся соответствующий патрубок) соответствовала заданной кривой. В таблицах представлены результаты измерений времени перемешивания, необходимого для получения гомогенной смеси. Пробы каждой партии (0,5 л) отбирали через каждую сек, в мерную емкость и измеряли плотность смеси на расстоянии 1 см от поверхности бензина в мерной емкости и на таком же расстоянии от ее дна (температура измерений - 2Q°C). В табл, 1 представлена зависимость между отношением радиуса Ρ дуги окружности, по которой изогнут патрубок к внутреннему радиусу цилиндрической емкости для смешения и временем перемешивания, необходимым для получения гомогенной смеси. В табл, 2 представлены данные, характеризующие временную зависимость гомогенного смешения от отношения полуосей эллипса (а и в) для различных, участков эллиптической кривой. В табл. 3 представлена зависимость между временем гомогенизации смеси и параметрами {а и б) гиперболы, по которой выполнялись экспериментальные патрубки для различных участков гиперболической кривой. Табл. 4 иллюстрирует зависимость времени перемешивания от параметра параболы Р, по которой были изогнуты подводящие патрубки, и текущей переменной х, определяющей участок параболической кривой. В табл. 5 представлены некоторые физико-химические данные компонентов перемешивания для получения неэтилировамного бензина марки А76. Свойства полученного смесевого бензина полностью соответствуют ГОСТ 2084-77. Последняя строка в таблице характеризует зависимость между временем смешения и подводом компонентов смеси по прототипу - по прямым тангенциальным подводам. R - диаметр окружности по которой изогнуты патрубки, а г - диаметр цилиндрической емкости смешения. Таким образом, анализируя данные таблиц, приходим к выводу, что оптимальная кривая - это парабола. При значении Ρ - 12 и χ от 0 до 2/ЗР достигается максимальная эффективность устройства, которая позволяет перемешивать компоненты за время 3 сек.