Scale-up of mixing equipment for suspensions

Fundamental parameters for designing of mixing apparatuses for suspensions are the just-suspended impeller speed and power consumption necessary for off-bottom suspension of solid particles, usually determined experimentally in laboratory mixing equipment. These experimental results are necessary transfer from laboratory scale to designing mixing equipment. Scale-up rules for just-suspended impeller speed were reported by many authors, however published results have a large variety of scale-up criterions. The aim of this paper is to describe and objectify scale-up rules for just-suspended impeller speed by electrochemical measurement of its values in a wide range of mixing equipment sizes. Theoretical analysis was validated by electrochemical measurements of just-suspended impeller speeds for geometrically similar mixing equipments of various sizes (from a laboratory scale to a pilot plant). From experimental results it follows that dimensionless suspension characteristics Fr = f (dp/ D, cv) can be applied for calculation of just-suspended impeller speed in geometrically similar mixing equipment of various scale.

---

W projektowaniu urządzeń mieszających zawiesiny bardzo ważnymi parametrami są prędkość mieszadła oraz zapotrzebowanie mocy niezbędne do uniesienia cząstek ciała stałego z dna mieszalnika. Zazwyczaj parametry te określa się doświadczalnie w warunkach laboratoryjnych, a następnie, stosując metody powiększania skali, projektuje się urządzenie mieszające. Zasady powiększania skali dla prędkości mieszadła niezbędnej do podniesienia zawiesiny określało wielu badaczy, jednak opublikowane wyniki wykazują dużą rozmaitość kryteriów powiększania skali. Celem niniejszej publikacji jest podanie reguł powiększania skali dla prędkości mieszadła niezbędnej do podniesienia zawiesiny przez zastosowanie pomiarów elektrochemicznych w szerokim zakresie wielkości mieszalników. Teoretyczna wyniki potwierdzono doświadczalnie przez pomiary elektrochemiczne zawiesin mieszanych w urządzeniach znacznie różniących się rozmiarami, ale zachowujących podobieństwo geometryczne (od skali laboratoryjnej do półtechnicznej). Stwierdzono, że bezwymiarowe charakterystyki Fr. = f (dp/D, cv) mogą być zastosowane do obliczania prędkości mieszadła niezbędnej do podniesieniu zawiesiny w geometrycznie podobnych mieszalnikach różnej wielkości.