Обґрунтування конструктивного виконання лопаті контактної мішалки
Автор: Жмурук Макарій Степанович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Комп'ютерний інжиніринг в машинобудуванні
Інститут: Інститут механічної інженерії та транспорту
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2025-2026 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Змішування є одним із базових процесів, що широко застосовується як у промислових технологіях, так і в побутових умовах. Воно може реалізовуватися в різних апаратах та системах: у трубопроводах під час руху рідини, у перекачувальних насосах, на контактних елементах ректифікаційних колон, а також у спеціалізованих апаратах, обладнаних мішалками. Залежно від умов, перемішування може відбуватися спонтанно — наприклад, завдяки дифузії компонентів, або ж здійснюватися примусово шляхом підведення до системи зовнішньої механічної енергії, зокрема за допомогою міксерів. Механічне перемішування здійснюється в апаратах, які загалом класифікуються як апарати з мішалками. Залежно від специфіки технологічного процесу такі апарати можуть функціонувати під різними назвами: реактор, автоклав, а у випадку спеціалізованих виробництв — нітратор, сульфонатор та інші. У промислових технологіях процеси перемішування широко застосовуються для приготування суспензій та емульсій. Крім того, перемішування часто використовується як засіб інтенсифікації перебігу окремих хімічних реакцій. Найбільш поширеним методом перемішування у рідинних середовищах є механічне змішування, що здійснюється за допомогою спеціалізованих технічних пристроїв, зокрема пропелерних, лопатевих, турбінних, якірних та рамних міксерів. Технологічні процеси перемішування пластичних матеріалів є одними з ключових етапів у виробництві різних композиційних та полімерних матеріалів, фарб, гум, пластмас та інших сумішей. Основна мета перемішування полягає у досягненні рівномірного розподілу компонентів у матеріалі, забезпеченні гомогенності, необхідної пластичності, а також підготовки суміші до подальших стадій технологічного процесу, таких як формування, пресування чи екструзія. Об’єкт дослідження: скребкове міксерне обладнання. Предмет дослідження: конструктивне виконання лопатевих елементів скребкового місильного апарату. Мета дослідження: вивчення впливу конструктивних параметрів лопатевих скребків на силові фактори процесу перемішування у міксерному обладнанні. В першому розділі аналізується процес змішування із використанням механічних мішалок, тобто так зване механічне перемішування. Основними завданнями цього процесу є: а) забезпечення утворення однорідних систем, зокрема розчинів, емульсій та суспензій; б) інтенсифікація процесів теплообміну між фазами; в) підвищення ефективності масообміну, як у випадку фізичних процесів, так і при їх поєднанні з хімічними реакціями; г) забезпечення рівномірного розподілу різних компонентів, що особливо важливо при підготовці шихт для порошкових сплавів або композитів В другому розділі кваліфікаційної роботи визначенно потужністьі, що витрачається під час роботи резервуарного обладнання із перемішуючими пристроями. Також, в роботі враховуються всі основні складові енергоспоживання приводу, а саме: витрати енергії на подолання в’язкого опору скребків, центральних лопатей та траверс. Такий підхід дозволяє отримати комплексну оцінку ефективності роботи мішалки та визначити її раціональні конструктивні параметри. Отримані в роботі проектні рішення, шо до конструктивного виконання міксерного обладнання, какож відповіднірезультати досліджень вказують на їхтьактуальніс та доцільність використання на практиці. Ключові слова: перемішування міксер, скребок, лопать, надійність, напруження, деформація, дослідження, симуляція, комп’ютерний інжиніринг