Que sont les pales d’agitation ?
Les pales d’agitation sont le composant le plus important d’un agitateur, car elles sont responsables du transfert de l’énergie de rotation du moteur dans la cuve.
L’énergie de rotation est principalement utilisée pour l’action de décharge, qui crée un flux circulant dans toute la cuve, et l’action de cisaillement, qui applique une force de cisaillement locale. La géométrie des pales d’agitation peut être optimisée selon que l’action de décharge ou de cisaillement est prioritaire.
Les pales d’agitation peuvent être choisies en fonction de l’objectif visé en déterminant la capacité maximale pouvant être atteinte avec une puissance donnée du moteur. Les pales d’agitation typiques comprennent les pales d’hélice, les pales de turbine, les pales d’ancre, les pales de palette et les pales de ruban.
Utilisations de pales d’agitation
Les pales d’agitation sont utilisées pour mélanger des substances dans un agitateur. Dans les installations relativement grandes, la capacité de la cuve d’agitation est importante et le temps nécessaire à l’agitation est par conséquent élevé. Les petits agitateurs, en revanche, peuvent être facilement utilisés à partir du niveau du laboratoire, par exemple sur le sol de l’usine, et peuvent être agités en peu de temps.
Il est courant d’adapter la forme des pales d’agitation considérées pour les petits agitateurs de manière à ce qu’elles puissent également être utilisées dans les grands agitateurs. Toutefois, dans certains cas, en fonction de la plage de viscosité de la substance, la simple mise à l’échelle de pales d’agitation ne suffit pas à mélanger la substance. L’augmentation de la capacité de pales d’agitation doit faire l’objet d’une vérification approfondie.
Principe de pales d’agitation
1. L’état des substances produites par pales d’agitation
La diffusion et la convection sont nécessaires au mélange dans la cuve. La diffusion décrit le phénomène de mélange spontané, détaillé et uniforme par mouvement moléculaire. La convection, quant à elle, décrit le phénomène par lequel différentes substances sont étirées ou divisées à l’intérieur d’un réservoir et dispersées sur l’ensemble de l’espace lorsque celui-ci est considéré comme un grand espace.
2. Phénomène d’agitation provoqué par pales d’agitation
Supposons que deux liquides différents existent en deux couches dans un réservoir. Lorsque les pales de Pales D’Agitation tournent sous l’effet du moteur, elles forcent d’abord les liquides à se disperser finement. C’est un peu comme si l’on secouait une vinaigrette avant de l’utiliser.
Selon la forme des pales d’Agitation, le liquide en contact avec les pales d’Agitation s’écoule vers le haut, le bas, la gauche et la droite, d’où le comportement spécifique des pales d’Agitation. Par exemple, les pales d’agitation sont inclinées et formées pour former un flux plus important dans la direction verticale. Les pales de turbine, quant à elles, sont montées sur des disques qui tournent à grande vitesse dans le réservoir, produisant une force de cisaillement élevée.
3. Puissance des pales d’agitation
Lorsque le moteur tourne, la puissance est transmise à l’arbre. Si un réducteur est associé à ce processus, la réduction et le couple augmentent en fonction du réducteur. Le dispositif d’étanchéité d’arbre permet également de sceller le réservoir sans perturber la rotation. Les dispositifs d’étanchéité d’arbre utilisent généralement des garnitures de presse-étoupe ou des garnitures mécaniques.
Types de pales d’agitation
Les pales d’agitation utilisées dans la gamme des substances à faible viscosité sont les pales d’hélice, les pales de turbine et les pales à palettes. Le nombre de pales d’agitation et l’angle auquel elles sont montées peuvent modifier l’état de mélange de la substance.
Les pales d’agitation utilisées dans la gamme des substances à haute viscosité sont les pales d’ancrage et les pales à ruban. Elles sont utilisées pour homogénéiser les liquides à haute viscosité et pour l’échange de chaleur.
1. Pales d’agitation utilisées dans la gamme des substances à faible viscosité
Pale d’hélice
Il s’agit d’une pale d’agitation courante, dont la forme est similaire à celle d’une hélice d’hélicoptère. Elles peuvent former un flux de liquide dans la direction axiale du réservoir, ce qui permet une agitation efficace en termes d’énergie.
Pales de turbine
Il s’agit d’une forme de disque avec des pales, qui possède une force de cisaillement élevée et convient au raffinement des gouttelettes et à la dispersion gaz-liquide. L’inconvénient est leur consommation d’énergie élevée, mais elles peuvent être utilisées dans une large gamme de viscosités.
Palettes
Leur forme est similaire à celle d’une rame de bateau. En raison de leur structure simple, elles sont utilisées comme matériau pour obtenir des données de base sur l’agitation. Souvent utilisées dans les grands agitateurs à faible vitesse, elles peuvent être équipées de déflecteurs pour générer de fortes turbulences, ce qui permet une agitation efficace des liquides.
2. Pales d’agitation utilisées dans la gamme des hautes viscosités
Pale d’ancre
Elle a la forme d’une ancre de bateau. Elle peut mélanger des substances qui restent près de la paroi de la cuve d’agitation, mais son inconvénient est qu’il est difficile de créer un flux dans la direction axiale.
Pale à ruban
Il s’agit d’une pale typique de pales d’agitation dans la gamme des hautes viscosités. Elle présente les mêmes caractéristiques que la lame d’ancrage, mais sa structure est plus complexe. Les pales d’agitation peuvent être inclinées pour former un flux axial.