Tankschotten
Naarmate de energie-input van een mixer toeneemt, heeft het fluïdum de neiging om rond de tank te draaien en kan het bij hoge intensiteit zelfs een werveling boven de rotor trekken. Deze effecten wijzen op een slechte menging, aangezien deze laten zien dat de bulkvloeistof op circulaire wijze rond de tank is gaan stromen en als zodanig is er zeer weinig menging tussen de verschillende gebieden van de tank.
Baffles verminderen werveling in de bulkvloeistof en bevorderen de circulatie tussen de boven- en onderkant van de tank, waardoor het volledige vloeistofvolume door het hoge turbulentiegebied van de waaier stroomt.
Dit maakt grotere energieinvoer in de vloeistof mogelijk, waardoor de mengtijden die nodig zijn om het gewenste niveau van homogeniteit te bereiken, effectief worden verminderd
Baffles worden normaal aanbevolen voor het mengen van toepassingen in cilindrische tanks, tenzij de viscositeit van het mengsel erg hoog is, of de mengintensiteit erg laag. Als baffles niet in de mengtank kunnen worden geïnstalleerd, kan montage van de mixer in het midden of schuin een optie zijn – onze applicatie-engineers helpen u graag.
In rechthoekige tanks werken de hoeken om het fluïdum te blokkeren en dus zijn gewoonlijk geen schotten vereist, tenzij krachtig roeren nodig is, en daarom zullen we ons voornamelijk richten op cilindrische tanks eronder.
Baffle Ontwerp
Standaard schot configuratie maakt gebruik van 3 of 4 gelijk verdeelde verticale schotten T/12, waarbij T de interne tankdiameter is. Het vergroten van de grootte of het aantal schotten voorbij dit punt doet weinig om de effectiviteit van het mengen te vergroten. Baffles zijn meestal ook iets van de tankwand gemonteerd. Dit helpt om dode zones achter de schotten te voorkomen door stroming tussen de rand van de schotten en de tankwand toe te staan. De aanbevolen vrije wandafstand wordt berekend als een functie van de breedte van de keerplaat (meestal W/5). Dit standaard schotontwerp is geschikt voor algemene mengtoepassingen in waterachtige vloeistoffen, maar andere procesfactoren kunnen het optimale ontwerp van de geleideplaatjes veranderen.
Effect van viscositeit op schotontwerp
Voor het mengen van fluïdum met hogere viscositeit, kan de afmeting van de schotten worden verminderd terwijl nog steeds effectieve menging wordt gehandhaafd. De relatie tussen de viscositeit en de vereiste schotwijdte wordt hieronder weergegeven.
Het is belangrijk om op te merken dat deze relatie slechts een richtlijn is, omdat dit kan leiden tot onpraktisch kleine baffles met kleine wandafstanden voor vloeistoffen met een hoge viscositeit en kleine mengvaten.
Perceel van W/T versus viscositeit |
|
| W/T |  |
|---|---|
| Viscositeit (cP) |
Andere Overwegingen
Bij toepassingen met vaste suspensies kunnen vaste stoffen zich ophopen in dode zones rond de basis van schotten en kunnen ze moeilijk opnieuw worden gesuspendeerd. Daarom is in tanks met een platte bodem een opening tussen de bodem van de schotten en de bodem van de tank over.
Deze heeft meestal dezelfde afmetingen als de waaier van de onderafstand om een kleine hoeveelheid werveling mogelijk te maken en ervoor te zorgen dat de deeltjes te allen tijde blijven bewegen en hangen.
Als het meenemen van een lage dichtheid of moeilijk te nat poeder vereist is, moet er een opening worden achtergelaten aan de bovenkant van de schotten, met de schotten onder het oppervlak. Dit, samen met een rotor geplaatst op een halve tot een waaierdiameter onder het vloeistofoppervlak maakt de vorming van een kleine werveling in het bovenste deel van de tank mogelijk, die de vaste stof snel naar beneden trekt in de hoofdmassa van de vloeistof. De opening tussen de keerplaat en het oppervlak van de vloeistof is meestal ≈300 mm.
T – Binnendiameter van de tank
W – Baffle-breedte
C – Verwijder de muurspeling
B – Baffle off bottom
Baffle Dikte
De minimale keerplaatdikte kan worden berekend uit de vloeistofkrachten die op het keerschot inwerken en de toelaatbare buigspanning voor het keerschotmateriaal van de constructie. Eén hieronder getoonde methode gaat ervan uit dat de schotten de totale kracht moeten opnemen die door het koppel van de mixer wordt geleverd.
τ – Mixermoment (Nm)
P – Motorvermogen (kW)
n – Mixersnelheid (rpm)
Het koppelcijfer wordt vervolgens omgezet in een kracht uitgeoefend op de schotten en gedeeld door het aantal schotten. De aanpassingsfactor (Df) wordt gebruikt om rekening te houden met de verdeling van de krachten over de lengte van het keerschot, maar voor een conservatief ontwerp kan deze worden ingesteld op 1, ervan uitgaande dat alle kracht uitgeoefend door de mixer geconcentreerd is op een enkel puntniveau met de waaier.
FB – Forceer op elke baffle (N)
Af – Aanpassingsfactor (ingesteld op een waarde van 1 voor een conservatief ontwerp)
NB – Aantal schotten
T – Diameter van de tank (mm)
Bw – Baffle breedte (mm)
Bc – Baffle off muurspeling (mm)
Met behulp van deze waarde kan de dikte van het keerschot worden berekend rekening houdend met de toegestane buigspanning van het keerschotmateriaal en bevestigingsinrichtingen, aangenomen dat de kracht halverwege tussen twee keerschotten is aangebracht.
Bt – Baffle dikte (mm)
L – Lengte tussen baffle steunen (mm)
S – Toegestane buigspanning (N/mm2) (34 N/mm2 voor staal)
Niet-cilindrische Tanks
Niet-cilindrische mengtanks zijn gewoonlijk rechthoekige of horizontale tanks en zoals eerder vermeld vereisen deze tanks gewoonlijk geen schotten tenzij het vereiste niveau van roeren hoog is. Deze tanks zijn asymmetrisch ten opzichte van de mixeras en zijn daardoor zelf-verbijsterend voor toepassingen waarbij het toegepaste mengvermogen <165 W/m3.
Rechthoekige Tanks
Voor rechthoekige tanks, indien keerschotten vereist zijn, kunnen de schotten worden gemonteerd zoals hieronder getoond. De opstelling is vergelijkbaar met die van een cilindrische tank voor tanks die ongeveer vierkant is.
Voor langere tanks zijn alleen de schotten die zich het dichtst bij de waaier bevinden vereist omdat het effect van de schotten afneemt naarmate ze van de waaier af worden bewogen.
Voor nog langere tanks worden meestal meerdere mengers aanbevolen en moeten naast elke mixer schotten worden geïnstalleerd.
Horizontale Tanks
Voor horizontale tanks kunnen de schotten worden gemonteerd zoals hieronder getoond, op de middellijn van de tank. Baffles zijn meestal niet geïnstalleerd op de gebogen zijden van de tank vanwege problemen met de montage en zorgen voor voldoende waaierspeling.
Voor langere tanks worden de schotten weg van de uiteinden van de tank geplaatst om een afstand van ~600mm van de waaier te verkrijgen.
Wat betreft rechthoekige tanks, wanneer meerdere mengers worden gebruikt, moeten voor elke menger baffles worden geïnstalleerd. Baffles zijn meestal gepositioneerd zoals hieronder met dezelfde 600mm speling en schotten geïnstalleerd langs de lengte van de tank.
John Whittle MEng (Hons)
