Qual o princípio de funcionamento do misturador elétrico submersível?

O misturador elétrico submersível é uma ferramenta essencial em vários setores, incluindo o tratamento de águas residuais, o processamento químico e a produção de alimentos. Estes dispositivos são concebidos para operar totalmente submersos em líquidos, proporcionando uma mistura e homogeneização eficiente de fluidos.

Motor e impulsor

No coração de cada misturador elétrico submersível está o conjunto do motor e do impulsor. O motor é normalmente um motor elétrico de indução, especialmente concebido para funcionar em condições submersíveis. Estes motores são selados para evitar a entrada de água e são geralmente abastecidos com óleo para arrefecimento e lubrificação. A caixa do motor é geralmente feita de materiais resistentes à corrosão, como aço inoxidável ou ferro fundido, com revestimentos de proteção para suportar os ambientes agressivos em que operam frequentemente.

O motor está acoplado diretamente ao impulsor, que é o principal componente responsável por gerar a ação de mistura. Os impulsores vêm em vários designs, cada um otimizado para requisitos específicos de mistura. Os tipos comuns de impulsores incluem hélices de fluxo axial, turbinas de fluxo radial e projetos de hidrofólios. A escolha do impulsor depende de fatores como a viscosidade do fluido, o padrão de fluxo desejado e a intensidade de mistura necessária.

As hélices de fluxo axial são frequentemente utilizadas em aplicações onde grandes volumes de fluido necessitam de circular com um cisalhamento relativamente baixo. Estes impulsores criam um fluxo paralelo ao eixo e são eficientes na movimentação de fluidos a longas distâncias. As turbinas de fluxo radial, por outro lado, geram fluxo perpendicular ao eixo e são úteis para aplicações que requerem elevado cisalhamento e turbulência. Os impulsores Hydrofoil combinam aspetos de fluxo axial e radial, oferecendo um equilíbrio entre a capacidade de bombeamento e cisalhamento.

O conjunto motor e impulsor é normalmente montado numa estrutura de suporte que permite o posicionamento ajustável dentro do tanque ou bacia. Esta flexibilidade permite aos operadores otimizar a posição do misturador para a máxima eficiência e mistura uniforme em todo o volume do fluido.

Rotação do impulsor

O princípio de funcionamento de um misturador elétrico submersível gira em torno da rotação do impulsor. Quando a energia elétrica é fornecida ao motor, este converte energia elétrica em energia mecânica, fazendo com que o veio do motor gire. Este movimento rotacional é transferido diretamente para o impulsor, que gira a altas velocidades, normalmente variando entre 700 a 1.800 RPM, dependendo do design e da aplicação específicos.

À medida que o impulsor gira, interage com o fluido circundante, criando padrões de fluxo complexos. A rotação gera fluxos primários e secundários dentro do líquido. O escoamento primário é o principal padrão de circulação induzido pelo impulsor, enquanto os escoamentos secundários são turbilhões e vórtices de menor escala que contribuem para a mistura local e para a turbulência.

A velocidade de rotação do impulsor desempenha um papel crucial na determinação da intensidade de mistura e da entrada de energia no sistema. Velocidades de rotação mais elevadas resultam frequentemente em maior turbulência e mistura mais vigorosa. No entanto, a velocidade ideal depende de vários fatores, incluindo as propriedades do fluido, a geometria do tanque e os objetivos específicos da mistura.

Muitos misturadores elétricos submersíveis modernos estão equipados com acionamentos de frequência variável (VFDs) que permitem um controlo preciso da velocidade do impulsor. Esta funcionalidade permite que os operadores ajustem a intensidade da mistura para atender às alterações nos requisitos do processo ou para otimizar o consumo de energia.

Circulação e Mistura

A principal função de um misturador elétrico submersível é criar circulação e mistura dentro do fluido. À medida que o impulsor gira, transmite energia cinética ao líquido circundante, colocando-o em movimento. Este movimento cria um padrão de fluxo que se estende por todo o tanque ou bacia, promovendo a circulação geral e a homogeneização do fluido.

O padrão de fluxo específico gerado pelo misturador depende de vários fatores, incluindo o design do impulsor, o posicionamento do misturador e a geometria do tanque. Numa configuração típica, o impulsor cria um fluxo primário que se afasta do misturador. Este fluxo interage então com as paredes do tanque e outros limites, criando padrões de recirculação que ajudam a distribuir o efeito de mistura por todo o volume.

A circulação induzida pelo misturador serve vários propósitos. Ajuda a manter os sólidos em suspensão, evitando a sedimentação e a formação de zonas mortas no interior do tanque. Nas aplicações de tratamento de águas residuais, isto é crucial para manter a matéria orgânica e os microrganismos bem misturados e expostos ao oxigénio. No processamento químico, a circulação garante a distribuição uniforme dos reagentes e ajuda a manter a qualidade consistente do produto.

A ação de mistura também promove a transferência de calor e de massa dentro do fluido. Isto é particularmente importante em aplicações que envolvem reações químicas, onde a distribuição uniforme da temperatura e a mistura eficiente dos reagentes são essenciais para o desempenho ideal do processo.

Geração de impulso

Um aspeto frequentemente esquecido do funcionamento do misturador elétrico submersível é a geração de impulso. À medida que o impulsor gira e move o fluido, cria uma força reativa conhecida como impulso. Este impulso é essencialmente a reação ao impulso transmitido ao fluido pelo impulsor.

A direção e a magnitude do impulso dependem do projeto e da orientação do impulsor. Os impulsores de fluxo axial geram normalmente impulso na direção do eixo, enquanto os impulsores de fluxo radial produzem impulso perpendicular ao eixo. O impulso gerado pelo misturador pode ser substancial, especialmente em unidades maiores, e deve ser considerado no projeto da estrutura de suporte do misturador e nos arranjos de montagem.

Em algumas aplicações, o impulso gerado pelo misturador é deliberadamente utilizado para criar padrões de fluxo específicos ou para influenciar a dinâmica geral dos fluidos dentro do tanque. Por exemplo, em tanques circulares, o misturador pode ser posicionado num ângulo para criar um movimento rotativo que melhore a mistura e evite a formação de zonas mortas.

Fabricantes de misturadores elétricos submersíveis

Ao selecionar um misturador elétrico submersível para a sua aplicação específica, é crucial escolher um fabricante de confiança que possa fornecer produtos fiáveis e de alta qualidade, adaptados às suas necessidades. A Tianjin Kairun é um fabricante notável neste campo, oferecendo uma linha de misturadores elétricos submersíveis adequados para diversas aplicações industriais.

Reconhecendo que cada aplicação pode ter requisitos únicos, a Tianjin Kairun oferece serviços de personalização para satisfazer necessidades específicas. A sua equipa de engenheiros experientes pode conceber e fabricar misturadores submersíveis personalizados, adaptados a aplicações específicas. Esta capacidade de personalização garante que os utilizadores podem obter um misturador que se ajuste precisamente aos seus parâmetros de funcionamento, seja para tratamento de águas residuais em grande escala, processamento químico ou aplicações especializadas de misturas industriais.

Se está no processo de seleção de um fabricante de misturadores elétricos submersíveis e gostaria de explorar soluções personalizadas que se alinhem com os princípios de trabalho discutidos neste artigo, a Tianjin Kairun agradece as suas perguntas. Para mais informações sobre os seus produtos, opções de personalização e suporte técnico, pode contactá-los através do catherine@kairunpump.com.

Referências

1. Harnby, N., Edwards, M. F., & Nienow, A. W. (2001). Mixing in the Process Industries. Butterworth-Heinemann.

2. Paul, E. L., Atiemo-Obeng, V. A., & Kresta, S. M. (2004). Handbook of Industrial Mixing: Science and Practice. Wiley-Interscience.

3. Uhl, V. W., & Gray, J. B. (1986). Mixing: Theory and Practice. Academic Press.

4. Zlokarnik, M. (2001). Stirring: Theory and Practice. Wiley-VCH.5. Oldshue, J. Y. (1983). Fluid Mixing Technology. McGraw-Hill.

5. Tatterson, G. B. (1991). Fluid Mixing and Gas Dispersion in Agitated Tanks. McGraw-Hill.