Аппараты с перемешивающими устройствами бывают периодического и непрерывного действия в зависимости от того, для какой цели они предназначаются.
Реакторы с мешалками периодического действия
Аппараты этого типа сосуды, снабженные мешалками. Их наполняют смесью исходных продуктов требуемого состава н при перемешивании ведут реакцию так долго, пока не будет получен требуемый результат. После окончания операции реактор опорожняют и начинают новый рабочий цикл.
Эти реакторы применяют в большинстве случаев для физических процессов (растворение, разбавление, гомогенизация), а также в сравнительно широком масштабе используют и для проведения химических превращений. Решающими факторами, на которые в этих случаях оказывает влияние перемешивание, являются массопередача и теплопередача. Эти процессы ускоряются с увеличением турбулентности, и поэтому для реакторов выгодно применять мешалки наиболее интенсивного действия.
Размеры реактора, в конечном счете, определяются объемом загрузки на одну операцию, которую рассчитывают по материальному балансу и требуемому коэффициенту заполнения. Мешалку проектируют на основании модельных опытов или производственных данных. Объем одной операции рассчитывают, исходя из заданной производительности и времени, необходимого для достижения требуемого выхода.
Таким образом, для определения размеров оборудования существенно важной величиной является продолжительность реакции. Время реакции рассчитывают по зависимости или r=f(?), которую обычно выражают графически. Время, необходимое для завершения реакции, ?; это—время, в течение которого реагирующая смесь должна находиться в системе. Следовательно, для заданного количества продукции (кг/сек, кг/час, кг/операция), объем реактора определяется соотношением:
V=M?/(??) , (м3)
где M—производительность, кг/сек; ? —время пребывания в реакторе, сек; ? —плотность смеси, кг/мъ; ? —коэффициент заполнения реактора.