ЧТО МОЖЕТ ВИБРАЦИЯ?

ВИБРАЦИЯ ПЕРЕМЕШИВАЕТ

Если при определенных условиях, указанных в разде­ле 7, вибрация способствует разделению разнородных частей многофазной системы, то при некотором, иногда незначительном, изменении условий вибрация вызывает интенсивное перемешивание, которое используется в раз­личных технологиях [61, т. 4; 77]. Укажем на три механиз­ма, которые приводят к такому перемешиванию.

1. Если сосуды с сыпучей смесью, изображенные па рис. 7.2, закрыть сверху крышками, оставив внутри неко­торое свободное пространство, и сообщить сосудам коле­бания повышенной интенсивности с амплитудой порядка высоты свободного пространства (рпс. 8.1), то вместо раз­деления компонент смеси возникает эффект их переме­шивания. Материал попеременпо соударяется то с дпом, то с крышкой сосуда; сила тяжести, игравшая основную роль при разделении, в этих условиях теряет значение — при больших по сравнению с ускорением силы тяжести ускорениях колебаний и при последовательных соударе­ниях материала о противоположные стенки сосуда для него утрачивается различие «верха» и «низа», что и при­водит к перемешиванию. Ситуация, в сущности, здесь та же, что и в известных устройствах для приготовления коктейлей.

2. Если сосуд пе слишком широк и имеется значитель­ное трение материала о стенки, то могут приобрести су­щественное значение встречные симметричные (при сим­метричной вибрации) медленные потоки материала, так­же приводящие к перемешиванию (рис. 8.1, 6,1). Причи­на возникновения и направление этих потоков объясняют­ся следующим образом [125, 207]. Столб материала, рас­положенный вблизи его центра, подбрасывается относи­тельно дпа на большую высоту и пребывает в состоянии полета большее время, нежели материал, находящийся вблизи стенок и подверженный действию сил тренпя о стенки. В результате вблизи дна сосуда материал

. г

Рис. 8.І. Некоторые способы вибрационнсго перемешивания неоднородных систем: а) при достаточно интенсивной вибрации разнородные компо­ненты сыпучей среды, помещенные в закрытый не полностью заполнен­ный сосуд, перемешиваются (1 — расположение частиц до вибрирования, 2— расположение частиц при вибрировании); б) перемешивание может быть осущеятвлено посредством генерирования с помощью вибрации мед­ленных потоков в сыпучей среде (1 — случай прямолинейной симмет­ричной вибрации сосуда, 2—случай прямолинейной асимметричной ви­брации, 3— случай круговой вибрации); в) перемешивание разнородных жидкостей или суспензий может быть осуществлено в аппарате, исполь - эующем виброструйпый эффект (1 — корпус аппарата, 2 —шток, з — дис­ки с коническими отверстиями; криволинейными стрелками на рисунке показаны направления потоков)
пересыпается от периферии сосуда к его центру, создавай ВОСХОДЯЩИЙ поток в центре и писходящие — вблизи стенок.

Другой способ генерирования потоков в сосуде состо­ит в сообщении последнему несимметричных, например наклонных прямолинейных (рис. 8. 1,6,2) или круговых (рис. 8.1,6, 3), колебаний. Если в случае 1 возникающее вибрационное перемещение (т. е. направленные потоки) можно толковать как обусловленное силовой асимметри­ей, то в случае 2 ж 3 опо есть результат асимметрии ки­нематической (см. п. 4.2).

3. Третий способ, в отличие от двух первых, относится к перемешиванию жидкостей различной плотности или суспепзий, в том числе содержащих газовые пузырьки. Он основан на создании в пульпе множества турбулент­ных затопленных струй посредством устройств типа опи­санных в п. 4.3.6 вибрационных насосов (рис. 4.13), осно­ванных, в частности, на виброструйном эффекте. Схема одного из соответствующих устройств представлена на рис. 8.1, в [61, т. 4]. В корпусе аппарата, заполненного перемешиваемой суспензией, имеется шток, несущий несколько перфорированных дисков с коническими от­верстиями; штоку сообщаются продольные колебания. Направления возникающих потоков, создающих эффект перемешивания, показаны на рис. 8.1, в стрелками. В нижнем диске отверстия сужаются книзу, что созда­ет направление потоков, препятствующее образованию осадка на дне сосуда. Суммарное сечение отверстий со стороны выхода струй составляет 10—15% площади дис­ка, диаметр диска обычно не превышает половицы диа­метра камеры аппарата. При частоте вибрации 25—100 Гц интенсивное перемешивание возникает при амплитуде скорости колебаний около 0,5 м/с.