مبدأ عمل الخلاط

يتم تحديد الخلاط من خلال معلمات متعددة، ومن المستحيل وصف الخلاط بأي معلمة واحدة. قوة العمود (P)، وتفريغ الشفرة (Q)، ورأس الضغط (H)، وقطر الشفرة (D) وسرعة التحريك (N) هي المعلمات الأساسية الخمسة لوصف الخلاط. يتناسب تفريغ الشفرة مع معدل تدفق الشفرة نفسها، والقوة الأولى لسرعة الشفرة والقوة الثالثة لقطر الشفرة. تتناسب قوة العمود المستهلكة عن طريق التحريك مع الجاذبية النوعية للسائل، وقوة الشفرة نفسها، والقوة الثالثة للسرعة والقوة الخامسة لقطر الشفرة. في ظل قوة معينة وشكل الشفرة، يمكن تعديل تفريغ الشفرة (Q) ورأس الضغط (H) عن طريق تغيير مطابقة قطر الشفرة (D) والسرعة (N)، أي أن الخلاط بشفرة ذات قطر كبير وسرعة منخفضة (لضمان بقاء قوة العمود دون تغيير) ينتج تأثير تدفق أعلى ورأس ضغط أقل، بينما تنتج شفرة ذات قطر صغير وسرعة عالية رأس ضغط أعلى وتأثير تدفق أقل. في خزان التحريك، الطريقة الوحيدة لجعل المجموعات الدقيقة تتصادم مع بعضها البعض هي توفير معدل قص كافٍ. من منظور آلية الخلط، يكون ذلك على وجه التحديد بسبب اختلاف سرعة السائل أن الطبقات المختلفة من السائل تختلط مع بعضها البعض. لذلك، تنطوي أي عملية خلط دائمًا على معدل قص السائل. إجهاد القص هو القوة التي هي السبب الحقيقي لتشتت الفقاعات وكسر القطرات في تطبيقات الخلط. يجب الإشارة إلى أن معدل قص السائل عند كل نقطة في خزان الخلط بالكامل غير ثابت. تُظهر دراسة توزيع معدل القص أنه يوجد أربع قيم على الأقل لمعدل القص في خزان الخلط، وهي: أظهرت الدراسات التجريبية أنه من حيث مساحة الشفرة، بغض النظر عن نوع المجداف، عندما يكون قطر الشفرة ثابتًا، يزداد معدل القص الأقصى ومعدل القص المتوسط ​​مع زيادة السرعة. ومع ذلك، عندما تكون السرعة ثابتة، فإن العلاقة بين معدل القص الأقصى ومعدل القص المتوسط ​​وقطر الشفرة مرتبطة بنوع المجداف. عندما تكون السرعة ثابتة، يزداد معدل القص الأقصى للشفرة الشعاعية مع زيادة قطر الشفرة، في حين أن معدل القص المتوسط ​​مستقل عن قطر الشفرة. يجب توخي الحذر بشكل خاص في تصميم تقليل وتكبير الخلاط. بالمقارنة مع الخزانات الكبيرة، غالبًا ما تتمتع الخلاطات ذات الخزانات الصغيرة بخصائص السرعة العالية (N) وقطر الشفرة الصغير (D) وسرعة الطرف المنخفضة (ND)، بينما غالبًا ما تتمتع الخلاطات ذات الخزانات الكبيرة بخصائص السرعة المنخفضة (N) وقطر الشفرة الكبير (D) وسرعة الطرف العالية (ND).