Vegyipari gépek I.

Előszó

A keverés célja a kiegyenlítés, ha a keveredés tökéletes, a kevert rendszer jellemzőinek térbeli eloszlása teljesen egyenletes. Tökéletes keveredésnél a diszpergált fázis (gáz, folyadék, vagy szilárd, szemcsés anyag) koncentrációja az összefüggő, folytonos fázisban (általában folyadékban) mindenütt azonos, a kevert anyag hőmérséklete, anyagi jellemzői (sűrűség, viszkozitás stb.) a hely függvényében nem változnak, értékük a keverési téren belül mindenütt ugyanaz.
A szokványos mechanikai elven működő keverőkkel tökéletes keveredés sohasem érhető el. Képzeljük el, hogy a keverési teret V térfogatú elemekre bontjuk és a V-t csökkentjük. Elképzelhető olyan kis V, amelyen belül a fázisok aránya, vagy a fizikai jellemzők térfogatelemre vonatkoztatott középértéke - a keverési tér különböző pontjaiban - nem azonos és a különbségek mérőeszközeinkkel már kimutathatók. Az eloszlási egyenlőtlenség azonban rendszerint igen kicsi és a keveredés elért mértéke a gyakorlat követelményeinek legtöbb esetben megfelel.
A keverés elsődleges célja fázisok diszpergálása, egyenletes elosztása, nagyfinomságú heterogén rendszerek előállítása, illetve a fizikai jellemzők térbeni eloszlásában mutatkozó különbségek megszüntetése. Ez a törekvés azonban egy másodlagos cél, a hőátvitel és az anyagátvitel gyorsításának követelményeit is kielégíti.
Képzeljük el, hogy a keverési térben levő anyagi részecskék egymáshoz képest nem mozdulhatnak el. Ebben az esetben a hőközlés hővezetéssel történik. Az anyag hőmérséklete - melegítésnél - a hőközlő felületnél (a rendszer határán) a legnagyobb, a hőközlő felülettől távolabb csökken. Ha a hidegebb és melegebb részeket összekeverjük (a hőmérséklet eloszlást kiegyenlítjük), a keverési térben levő anyag melegítése, vagy hőelvonásnál hűtése lényegesen gyorsabb. Tudjuk, hogy (hőközlésnél) folyadékokban a keveredés mechanikai hatás nélkül megindul (lásd: Hőátvitel: "szabadáramlás"). A hőátadó felületen átáramló hő mennyisége, a hőátadási tényezőtől, a hőmérsékletkülönbségtől (a közeg közepes hőmérséklete és a falhőmérséklet közötti különbségtől) és a hőátadó felület nagyságától függ. Keveréssel a hőátadási tényező (a) növelhető, ugyanis a függ a hőátadó felület közelében áramló folyadék áramlási sebességétől (a sebességgel nő) és az áramlási sebesség keveréssel jelentős mértékben fokozható (lásd részletesebben: Vegyipari gépek II/2 ). Vissza