Influence of diameter of axial impeller on zeolite suspension and power consumption : bachelor thesis

Pri suspendiranju sedimentirajućih ĉestica u miješalici najĉešće se primjenjuje aksijalno miješalo. Brojna istraţivanja su ukazala kako suspendiranje ĉvrstih ĉestica u znaĉajno ovisi o geometrijskim karakteristikama miješala. U ovom radu sagledan je utjecaj promjera aksijalnog turbinskog miješala s lopaticama nagnutim pod kutom od 45° (tzv. PBT miješalo) na postizanje stanja potpune suspenzije zeolita NaX u bakrovom (II) nitratu. Svi eksperimenti provodili su se u miješalici standardnih dimenzija promjera posude, d T , 0.14 m, koja je sadrţavala ĉetiri razbijala virova. S ciljem ispitivanja utjecaja promjera miješala na promatrani proces, omjer promjera miješala i promjera reaktora (D/d T ) mijenjan je u podruĉju od 0,46 do 0,68. Za svaki ispitivani promjer PBT miješala odreĊena je brzina vrtnje miješala potrebna za postizanje stanja potpune suspenzije zeolita, pri njegovim razliĉitim koncentracijama. Kako bi se dobio uvid u hidrodinamiĉka zbivanja unutar ispitivanih sustava, izvršena je simulacija toka kapljevine primjenom programa VisiMiX 2000 Turbulent. U svrhu odreĊivanja optimalne konfiguracije miješalice za suspendiranje zeolita, u radu je takoĊer sagledavan i utrošak snage miješanja pri ispitivanim promjerima miješala i masama zeolita. Rezultati ispitivanja ukazali su da se s povećanjem promjera PBT miješala smanjuje kritiĉna brzina vrtnje miješala. Dobiveni rezultati posljedica su hidrodinamiĉkih zbivanju u reaktoru koji se mijenjaju s povećanjem promjera miješala. Uoĉeno je takoĊer da se kritiĉna brzina miješanja smanjuje i sa smanjenjem koncentracije zeolita, meĊutim ovaj utjecaj je znatno manje izraţen od utjecaja promjera miješala. Utrošak snage miješanja smanjuje se s povećanjem veliĉine miješala, te je minimalan pri najvećem promjeru miješala (D/d t =0,68).Axial impeller is the most common used impeller when suspending solids. Numerous research have shown that solids suspension is significantly dependent on impeller geometry. This research work focuses on the influence of diameter of pitched blade turbine (abbrev. PBT impeller) on the state of complete suspension of zeolite NaX in copper (II) nitrate solution. Experiments were carried out in a glass reactor with a diameter of 0.14 m. In order to investigate the influence of impeller diameter on solids suspension, the diameter of the impeller, D/ d T , was varied in the range of 046 – 0.68. For each diameter tested, a specific impeller speed was required for achieving the state of complete suspension, N JS , at four different zeolite concentration masses. In order to gain a more complete insight into the hydrodynamics in the mixer, liquid flow simulation was performed using the VisiMix 2000 Turbulent program. To find the optimum configuration of the suspended zeolite, power consumption at different impeller diameters zeolite masses was tested as well. It was found that the critical impeller speed was reduced as the diameter was increased. Obtained results are a consequence of hydrodynamic conditions which change with an increase of impeller diameter. Additionally, it was discovered that the critical impeller speed decreases with a reduction of zeolite concentration, however, this effect was considerably less pronounced than the aforementioned relationship. Power consumption decreases with an increase of impeller diameter and is minimal at the largest diameter investigated (D/d T = 0.68)