طراحی واحد اختلاط سریع

طراحی واحد اختلاط سریع يكي از مهمترين جنبه هاي طراحي اين واحد مي باشد. اولين مساله مهم در طراحي هندسه اين واحد فراهم نمودن شرايطي است كه در آن آب به صورت يكنواخت در كل فضاي حوض اختلاط جريان يافته و فضاهاي مرده و جريان هاي كوتاه چرخشي حداقل شود. در صورتي كه از همزن هاي مكانيكي براي اختلاط سريع استفاده شود، معمولا هندسه مربع كه نسبت عمق به عرض آن حدودا 2 است، طراحي مي گردد.

اندازه و شكل پروانه همزن بايد متناسب با جهت جريان ورودي باشد. براي به حداقل رساندن تاثيرات جريان هاي كوتاه چرخشي مي توان از واحدهاي اختلاط سريع با الگوي جريان عمودي نيز استفاده نمود.

همزن هاي مكانيكي را نبايد در مخازن استوانه اي به كار برد. زيرا حوض هاي با مقطع دايره اي مقاومت اندكي در مقابل جريان هاي گردابي ايجاد مي كنند كه اين امر ميزان اختلاط را كاهش مي دهد. براي كاهش جريان هاي گردابي و افزايش راندمان اختلاط در اين مخازن از صفحه مانع استفاده مي شود. بخاطر افت ناچيز به وجود آمده ، محاسبه افت ارتفاع در داخل اين حوض ها از اهميت چنداني برخوردار نيست. علاوه بر روشهاي مكانيكي از يك كانال با جريان آشفته،كه در آن پرش هيدروليكي ايجاد شده و طول كافي براي تامين زمان ماند را دارد،نيز مي توان به طور مطلوبي براي اختلاط مناسب مواد شيميايي با آب استفاده كرد.

به جز كانال باز از مجاري بسته با جريان تحت فشار نيز به شرط وجود جريان آشفته در آب  با طول كافي در آنها مي توان براي اختلاط مواد شيميايي با آب استفاده نمود. به علاوه انبساط و انقباض در لوله باعث ايجاد آشفتگي در جريان ميشود كه اگر در طول كافي ادامه پيدا كند، ميتواند شرايط مناسبي براي اختلاط فراهم نمايد. 

در شكل زیر يك نمونه از اين نوع سامانه اختلاط سريع نشان داده شده است. همچنين برخي همزنهاي استاتيكي به صورت يك لوله و قطعه مارپيچي در داخل آن و يا صفحاتي كه تغيير جهت ناگهاني در مسير جريان به وجود مي آورند، مي تواند براي اختلاط سريع مواد شيميايي در طول كوتاه مورد استفاده قرار گيرد.نمونه اي از اين همزن ها كه بيشتر تحت عنوان همزنهاي استاتيكي مورد بررسي قرار ميگيرد،نشان داده شده است.

 مشخصات اين سامانه ها از قبيل ضريب افت ارتفاع موضعي يا حداقل فشار مورد نياز توسط سازندگان ارايه ميشود. در مورد همه روش هاي اختلاط لازم است تا مواد شيميايي افزودني بلافاصله قبل از نقطهاي كه حداكثر اغتشاش جريان درآن رخ ميدهد، به آب اضافه شود. اين نحوه طراحي رسيدن به پخش يكنواخت و سريع مواد شيميايي داخل آب را تضمين مي كند.