유성식 믹서의 차원 분석: 혼합 시간과 레이놀즈 수

20세기 후반에는 혼합 과정을 조사하기 위해 차원 분석을 체계적으로 사용함으로써 이 분야가 "예술에서 과학으로" 발전할 수 있었습니다. 오늘날 고전적 교반 기술(여기서 "고전적"이라는 단어는 탱크에 수직 및 중앙에 장착된 임펠러를 나타냄)의 전체 분야를 조사한 결과 중요한 무차원 그룹의 정의가 잘 확립되었습니다. 따라서 열 전달, 균질화, 현탁, 유화 등을 위한 대부분의 혼합 작업에 대해 조사된 흐름 방식 및 혼합 시스템에 따라 다양한 무차원수(전력, 레이놀즈, 혼합 시간, Weber, Archimedes, Nusselt, Prandtl 등)와 관련된 수많은 상관 관계가 과학계에서 제안되었습니다. 이러한 작업을 통해 공정에 대한 심층적인 이해가 가능해지고 기존 혼합 작업에 대한 설계 지침과{6}}확장 규칙이 제공됩니다. 불행하게도 아직 중심이 벗어난 이중 교반기, 동축 및 유성식 믹서에는 해당되지 않습니다. 그러나 이러한 혼합 장비는 특정 기능을 갖춘 복잡한 제품에 대한 소비자의 요구를 충족하면서 공정 산업에서 큰 획을 긋고 있습니다. 성능 특성에 대한 분석은 최근에야 공개 문헌에 나타났습니다.

비{0}}재래식 혼합기에 대한 선구적이고 보다 집중적인 작업이 Tanguy와 동료들에 의해 수행되었습니다. 그러나 유성식 혼합기에만 집중한다면 문헌은 여전히 부족합니다(Tanguy et al., 1996, Tanguy et al., 1999; Landin et al., 1999, Zhou et al., 2000, Jongen, 2000; Delaplace et al., 2004, Delaplace et al., 2005). 이러한 연구를 통해 수행된 수치 및 실험적 접근 방식은 까다로운 문제와 최적 설계 및 프로세스 매개변수에 대한 각각의 대응을 강조하고 이 비-기존 믹서의 확장을-했습니다. 또한 이 논문에서는 유성 믹서의 성능을 잘 확립된 믹서의 성능과 비교하는 것이 어렵다는 점을 강조했습니다.- 따라서 기존 믹서에 대해 확립된 차원 분석을 수정하고 이를 비전통적인 믹서에 맞게 조정해야 합니다.{20}} 유성 믹서의 경우 문제가 되는 문제는 특성 속도와 길이를 정의하는 것입니다. Delaplaceet al. (2005)은 최근 유성식 믹서에 대한 차원 해석을 통해 전력 소모를 조사했습니다. 그들은 수정된 레이놀즈와 전력수를 제안했습니다. 이 숫자에는 최대 임펠러 팁 속도가 특성 속도로, 수직 회전축에 수직인 치수가 특성 길이로 포함됩니다. 그들은 이러한 무차원 숫자가 속도 비율의 변화에 ​​관계없이 혼합 시스템의 고유한 전력 특성을 얻을 수 있도록 허용하는 이중 회전 운동을 결합하는 특정 유성 믹서에 대해 실험적으로 보여주었습니다. 더욱이, 제안된 수정된 무차원 수는 고전적인 레이놀즈 및 거듭제곱수의 정의와 일치합니다. 임펠러가 탱크의 수직 축을 중심으로 한 번의 동작만 수행하도록 강제되는 조건에 대해 검증되었습니다(고전적인 혼합 시스템의 경우). 수정된 숫자는 기존 시스템에서 얻은 것과 같은 형식을 취합니다.

불행하게도 유성식 혼합기의 효율성을 평가하려면 수정된 혼합 시간과 전력 수치가 모두 필요합니다. 우리가 아는 한, 두 개의 회전 운동을 하는 유성 믹서의 경우 혼합 시간 수치가 잘 확립되어 있지 않습니다.