Uma visão geral dos misturadores de baixo cisalhamento

O que é um misturador de baixo cisalhamento?

Um misturador de baixo cisalhamento gera três efeitos no fluido: fluxo, turbulência e cisalhamento.

Dependendo do tipo de impulsor, da velocidade e, portanto, do consumo de energia, quanto menor o fluxo, maior o cisalhamento. Por exemplo, em uma turbina, a energia é dissipada ao redor do rotor como tensão de cisalhamento, enquanto uma hélice dissipará a energia como fluxo axial. As hélices de fluxo axial serão necessárias para misturadores de baixo cisalhamento, juntamente com velocidades de rotação lentas, uma vez que a tensão de cisalhamento aumenta com a velocidade da ponta e a velocidade de rotação.

Várias aplicações requerem alto fluxo e, portanto, baixo cisalhamento (para otimizar o consumo de energia), como suspensão sólida, e para algumas aplicações o cisalhamento deve ser evitado, por exemplo, na floculação do tratamento de água (aglomeração de partículas na água), em que o cisalhamento poderia quebrar os flocos.

O que significa mistura por cisalhamento?

O cisalhamento é a diferença de velocidade entre dois vetores de fluido. Quando você aplica o cisalhamento a um fluido não newtoniano (fluido cuja viscosidade muda com o cisalhamento), sua viscosidade muda:

• Diminui: pseudoplástico
• Aumenta: dilatante
• Ele se torna sólido acima de um mini cisalhamento: Bingham
• Diminui com o tempo sob cisalhamento: tixotropo
• Aumenta com o tempo sob cisalhamento: reopético

O cisalhamento depende do gradiente de velocidade no fluido. A potência específica (W/m3) também pode fornecer informações sobre a tensão de cisalhamento.

Milton Roy Mixing tem uma grande variedade de impulsores com vários gradientes de velocidade, orientados para diferentes tamanhos de partículas. O VC máximo (Vcmax) aparece ao redor das pás do impulsor.

Qual é a finalidade da mistura de baixo cisalhamento?

Alguns processos de mistura exigem um cisalhamento muito baixo, como a floculação ou o polieletrólito. Normalmente, o cisalhamento destrói os flocos no processo de floculação. É necessária uma mistura suave e de baixo cisalhamento. A mistura de baixo cisalhamento também pode ser usada para suspensão sólida, onde é necessário um alto fluxo.

Qual é a diferença entre um misturador de baixo cisalhamento e de alto cisalhamento?

Quais são os benefícios de cada um e quando/onde você deve usar cada tipo? 

Depende do tipo de impulsor e da velocidade de rotação. É alto para uma turbina e baixo para uma hélice. Alguns processos exigem um cisalhamento muito baixo, como a floculação, para a qual o cisalhamento destruiria os flocos. A transferência de calor, a suspensão sólida e a homogeneização (de líquidos miscíveis) exigem fluxo e, portanto, baixo cisalhamento.

Por outro lado, será necessário um alto cisalhamento para emulsão, homogeneização de líquido imiscível, dispersão de gás ou líquido.

No tratamento de água, ao contrário da floculação, é necessário um alto cisalhamento para a coagulação, a fim de misturar rapidamente o coagulante com a água.

Como o design da lâmina afeta o nível de cisalhamento?

Os impulsores são projetados para produzir mais ou menos fluxo e mais ou menos cisalhamento. Para a mesma potência nominal, quanto menor o fluxo, maior o cisalhamento.

Uma hélice como a SABRE fornecerá alto fluxo, mas com baixo cisalhamento. Uma turbina (por exemplo, Rushton) projetada para fluxo radial fornecerá baixo fluxo, mas alto cisalhamento.

Em que velocidades operam os misturadores de baixo cisalhamento e de alto cisalhamento?

São necessárias velocidades muito baixas para limitar a velocidade da ponta e o cisalhamento. Os misturadores de floculação típicos usarão uma hélice de fluxo axial com velocidades de ponta inferiores a 1,5 m/s.

Escolha de um misturador de baixo cisalhamento - O que deve ser considerado?

Ao selecionar o equipamento de mistura de baixo cisalhamento, o formato geral da hélice deve ser considerado. Deve-se dar preferência a uma hélice adequada para fluxo e não para cisalhamento, além de baixa velocidade de rotação.

O gradiente de velocidade também deve ser considerado. A potência específica (W/m3) também pode fornecer informações sobre a tensão de cisalhamento.

Misturadores de baixo cisalhamento Milton Roy

O misturador Milton Roy HELISEM FRF foi projetado especificamente para baixo cisalhamento na floculação. Ele é equipado com uma hélice SABRE de duas pás, única no mercado por sua eficiência e economia de energia.

Soluções de mistura Milton Roy

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