Przepływy laminarne i turbulentne w technologii mieszania
W technologii mieszadeł rozróżnia się dwa rodzaje przepływu, które mają znaczący wpływ na proces mieszania: przepływ laminarny i turbulentny. Rodzaj przepływu ma decydujący wpływ na mieszanie, nakład energii, dystrybucję ciepła i ochronę produktu.
Czym są przepływy laminarne?
W przepływie laminarnym medium porusza się w uporządkowanych warstwach, które przesuwają się obok siebie prawie bez mieszania. Ruch jest jednolity i płynny. Przepływy laminarne występują głównie przy niskich prędkościach przepływu i w przypadku mediów o wysokiej lepkości.
Przepływ laminarny charakteryzuje się stosunkowo niską wymianą wewnętrzną w medium. W rezultacie mieszanie jest wolniejsze, ale jednocześnie na produkt działają znacznie mniejsze siły ścinające.
Przykłady przepływów laminarnych obejmują
- przepływ krwi w drobnych naczyniach krwionośnych
- ruch wód gruntowych
- powolny przepływ mediów o wysokiej lepkości
Czym są przepływy turbulentne?
Wraz ze wzrostem prędkości przepływu w medium pojawiają się coraz bardziej nieregularne turbulencje. Uporządkowana wcześniej struktura warstwowa rozpuszcza się, a płyn porusza się chaotycznie we wszystkich kierunkach. Określa się to mianem przepływu turbulentnego.
Przepływy turbulentne zapewniają intensywną wymianę substancji i ciepła oraz umożliwiają skuteczne mieszanie. W technologii mieszadeł efekt ten jest często wspomagany przez instalacje w zbiorniku, takie jak tzw. przegrody.
Typowymi przykładami przepływów turbulentnych są
- Mleko wlane do kawy
- Wiry i wiry w rzekach
- Szybkie mieszanie cieczy o niskiej lepkości