Types d’hélice
Le choix de la bonne turbine en fonction de votre application de mélange est vital pour obtenir des performances optimales. Il existe une grande variété de types de roue utilisés dans le commerce, mais comment savoir lequel convient le mieux à votre application de procédé? Pour déterminer le meilleur choix, la compréhension des exigences du processus et des propriétés physiques du fluide est d’une importance capitale. On peut classer les impulseurs en deux types généraux, à savoir axial et radial.
Régime d’écoulement axial
Régime d’écoulement radial
Turbines à flux axial
Les impulseurs à écoulement axial ont un schéma d’écoulement haut / bas, c’est-à-dire parallèle à l’arbre de l’hélice. Communément utilisé pour les produits de faible à moyenne viscosité, leurs caractéristiques de faible cisaillement les rendent appropriés pour les produits sensibles au cisaillement et donc idéaux pour le mélange, la suspension de solides et la stratification.
| Turbines à Flux Axial | ||
|---|---|---|
| Hélice (E-315) |
 |
Les hélices, l’un des plus anciens modèles de roue, sont depuis longtemps utilisées sur les bateaux et adaptées aux mélangeurs portables en raison de leur petite taille et de leur rendement élevé. Les variantes fabriquées illustrées à gauche sont plus économiques à produire pour une large gamme de tailles. Viscosité jusqu’à 5,000 cP |
| Turbine à lame inclinée (E=400) |
 |
Les PBT sont généralement utilisés lorsqu’un mélange d’écoulement et de cisaillement est requis en raison de l’angle caractéristique de 45° résultant en des caractéristiques à la fois axiales et radiales. Cela en fait l’un des impulseurs les plus divers. Viscosité jusqu’à 25,000 cP |
| Hydroptère (E=300) |
 |
Les hydrofoils ont été développés pour produire plus de débit et moins de cisaillement par rapport aux PBT.Ils ont 3-4 pales coniques produisant un meilleur écoulement axial les rendant ainsi compétents pour le mélange de liquides et la suspension de solides. Viscosité jusqu’à 3,000cP |
Les impulseurs à écoulement radial, d’autre part, présentent un écoulement latéral, c’est-à-dire perpendiculaire à l’arbre de l’impulseur. Ils sont connus pour fournir plus de cisaillement et moins d’écoulement par rapport à leurs homologues axiaux. Ils sont donc plus gros, fonctionnent à des vitesses plus basses et sont utilisés pour les produits de plus haute viscosité. Les applications typiques incluent les dispersions gaz-liquide et liquide-liquide. Le tableau ci-dessous présente les principaux exemples des deux types d’impulseurs avec leur description générale.
| Roues Radiales | ||
|---|---|---|
| Turbine de Rushton |  |
La turbine de Rushton, une des premières roues à malaxer à être formellement étudiée, consiste en un disque plat permettant de maintenir une différence de pression constante de part et d’autre de la roue avec 6 pales verticales pour un écoulement radial. Viscosité jusqu’à 10,000 cP |
| Smith Turbine |  |
La plus récente des turbines Smith a été mise au jour pour améliorer l’efficacité de la turbine traditionnelle de Rushton. Les pales incurvées offrent une meilleure dispersion des gaz et une meilleure capacité de rétention des gaz que la turbine Rushton. Viscosité jusqu’à 10,000 cP |
Clairance des roues
Dégagement limité Les turbines, telles que la roue d’ancrage, sont utilisées pour les fluides de très haute viscosité et permettent un mélange à l’échelle macroscopique à faible vitesse et à faible cisaillement. Ces roues ont typiquement la taille du réservoir lui-même, la roue se raclant presque le long de la paroi du réservoir, d’où le nom de roue à dégagement réduit. Les applications incluent les encres, les peintures et les adhésifs.
| Clairance des Roues | ||
|---|---|---|
| Roue d’ancre / porte |  |
La roue du type à ancre, ou à porte, fonctionne dans le régime d’écoulement laminaire et génère un écoulement principalement radial. La conception de base de la porte peut être modifiée pour inclure des pales inclinées à l’intérieur, comme dans l’illustration, afin de générer un plus grand écoulement axial dans le récipient de mélange. Plage de viscosité < 100,000 cP |
| Hélice à ruban Helican |  |
Une alternative à la roue d’ancrage est la roue à ruban hélicoïdal qui fonctionne également dans des conditions laminaires mais en régime d’écoulement axial. En raison de leur surface de contact supérieure à celle de la roue d’ancrage, ils conviennent à des viscosités allant jusqu’à 150,000 cP. Les utilisations typiques incluent les crèmes, les lotions et les pâtes. Viscosité jusqu’à 150,000 cP |
De temps en temps, pour les applications difficiles, une combinaison des impulseurs d’ancre et de ruban hélicoïdal peut être appliquée en raison de la complémentarité des deux régimes d’écoulement, ce qui entraîne une plus grande circulation et donc un meilleur mélange.
Autres turbines
Les autres types de roue qui n’appartiennent à aucune des catégories ci-dessus, mais qui sont encore largement utilisés dans les applications de mélange,
sont énumérés ci-dessous:
| Autres Turbines | ||
|---|---|---|
| Roue Dentelée |  |
Les roues en dents de scie ont été conçues pour produire le cisaillement maximal possible. Utilisés à grande vitesse, ils servent à l’ajout d’une deuxième phase et à la fabrication d’émulsions.
Viscosité jusqu’à 50,000 cP |
| Niveau bas “Kicker” |  |
Les impulseurs ‘Kicker’ de bas niveau sont des impulseurs conventionnellement petits, généralement à flux radial. Ces kickers sont installés au fond d’un récipient de mélange, en dessous de la turbine, pour assurer la continuité du mélange lors du vidage d’une cuve ou pour aider les boues à s’écouler hors de la cuve. |
| Roue Pliante E-400 | La turbine pliable E-400 possède 4 pales inclinées à 45 ° qui se replient vers le bas lorsqu’elles ne sont pas utilisées. En conséquence, elles présentent des caractéristiques de mélange similaires à celles des turbines à aubes inclinées standard et sont idéales pour les applications avec de petites ouvertures de réservoir telles que les GRV.
Viscosité jusqu’à 25,000 cP |
|
John Whittle MEng (Hons)
