Das Suspendieren von Feststoff im Ruhrbehalter ist wahrend der letzten drei Jahrzehnte Gegenstand vielfaltiger Forschungsaktivitaten gewesen. Im Laufe dieser Zeit wurde zwar eine Fulle von Berechnungsgleichungen zur Bestimmung der Suspendierdrehzahl aufgestellt und veroffentlicht, eine schlussige Gesamtvorstellung konnte jedoch nicht entwickelt werden. Dies ergibt speziell bei der Ruhrwerksdimensionierung gravierende Probleme, da die verschiedenen MaBstabsubertragungsregeln zu vollig unterschiedlichen Apparateauslegungen fuhren. In Kenntnis dieser Tatsache sind in den letzten Jahren neue Berechnungsmodelle erarbeitet worden, die durch eine genauere Berucksichtigung der ablaufenden physikalischen Vorgange eine verbesserte Beschreibung anstreben. Im Rahmen der Obersicht wird durch eine systematische Gegenuberstellung insbesondere der Ergebnisse dieser neueren Arbeiten der aktuelle Kenntnisstand dargestellt. Hierbei zeigt sich, daB bei sorgfaltiger Beachtung der jeweiligen Rahmenbedingungen die gemessenen Daten ein weitgehend ubereinstimmendes Bild ergeben. Die entscheidende Frage der MaBstabsubertragung ist allerdings noch immer nicht geklart.
Suspension of solids in stirred tanks -Comparison of different calculations. The suspension of solids in stirred tanks has been the subject of various investigations over the last three decades. Though many equations for the calculation of the critical impeller suspension speed were derived and published during this period of time no conclusive descriptions have been achieved. As a consequence, serious problems arose concerning the scaling-up of the mixer, since the various equations led to completely different designs. Over the last few years new physical models have been developed to improve on this point. These models aimed to reach a better description by considering the fluid-dynamic process more accurately. This survey presents the actual state of investigation by systematically comparing the results of the latest models. Careful consideration of the experimental conditions gave fairly consistent results. The decisive problem of the scale-up procedure, however, remains unsolved.
1 Suspendierzustande und Suspendierkriterien
Die in einem Suspendierruhrwerk auftretenden Suspendierzustande sind in Abb. 1 schematisch dargestellt. Solange keine ausreichende Drehzahl vorliegt, befindet sich der gesamte Feststoff am Behalterboden. Mit steigender Drehzahl werden die Partikeln in zunehmendem MaBe von der umlaufenden Stromung erfaBt, aufgewirbelt und bis zu einer gewissen Hohe suspendiert. Ein wichtiger Betriebspunkt ist in dem Moment erreicht, wenn die eingetragene Leistung ein langer andauerndes Absetzen der Partikeln verhindert. Dieser Zustand wird als ,,vollstandige Suspension" bezeichnet und stellt speziell bei Stoffubertragungsprozessen die Minimalanforderung dar.
zunehmende Drehzahl-Abb. 1. Auftretende Suspendierzustande. * Vortrag von M. Kraume auf dem Jahrestreffen der Verfahrens-Ingenieure, 30. Sept. bis 2. Okt. 1987 in Freiburg.