Um misturador estático é um componente de tubagem que é utilizado para a mistura eficiente de fluidos sem peças móveis. O princípio baseia-se no desvio e na divisão do fluxo por elementos de mistura permanentemente instalados no interior da tubagem. Como resultado, os líquidos, gases ou sólidos são misturados de forma homogénea. Na tecnologia da água e das águas residuais, o misturador estático é um instrumento indispensável, especialmente para reacções químicas, precipitação, neutralização e condicionamento da água ou das águas residuais.
Índice
Estrutura e modo de funcionamento
Estrutura de um misturador estático
Um misturador estático é constituído por:
- Caixa (tubagem):
- Normalmente, são feitos de materiais como o aço inoxidável, PVC, PP ou GRP, dependendo da carga química e da temperatura.
- O diâmetro e o comprimento dependem da intensidade de mistura necessária e do caudal volúmico.
- Elementos de mistura:
- Estruturas permanentemente instaladas e geometricamente optimizadas no interior da caixa.
- Desenhos:
- Elementos helicoidais: Provocam o desvio do fluxo e promovem a turbulência.
- Elementos transversais ou ondulatórios: causam forças de cisalhamento e mistura intensa.
- Desvios de tubos ou placas perfuradas: Promovem a divisão e recombinação do fluxo.
- Material: Metal, plástico ou cerâmica, consoante a carga química e mecânica.
- Ligações:
- Flanges ou roscas para integração em sistemas de tubagens existentes.
Funcionalidade
O funcionamento de um misturador estático baseia-se nos princípios da divisão do fluxo, das forças de cisalhamento e da turbulência:
- Dividir o fluxo:
- Ao passar pelos elementos de mistura, o fluxo principal é dividido em fluxos parciais mais pequenos.
- Desvio e tosquia:
- O fluxo é desviado várias vezes pelos elementos de mistura, criando forças de cisalhamento que misturam eficazmente partículas ou moléculas.
- Recombinação:
- Após o desvio, os fluxos parciais são fundidos novamente, resultando numa distribuição uniforme.
- Promoção da turbulência:
- A velocidades de fluxo mais elevadas, são criados vórtices que melhoram ainda mais a qualidade da mistura.
Vantagens técnicas do misturador estático
Eficiência energética:
- Não existem peças móveis, pelo que não há consumo de energia das unidades externas.
- Utilização da energia do fluxo existente para a mistura.
Manutenção reduzida:
- A conceção robusta sem peças móveis minimiza o desgaste e a manutenção.
Design compacto:
- O design economizador de espaço permite a integração em sistemas de tubagens estreitas.
Flexibilidade:
- Adaptação dos elementos de mistura aos requisitos específicos do processo (por exemplo, viscosidade, temperatura, resistência química).
Dosagem exacta:
- A distribuição homogénea de produtos químicos ou aditivos assegura um controlo ótimo da reação.
Foto: O nosso sistema de neutralização ALMA Neutra com misturador estático e doseamento de ácido e alcalino com controlo de pH
Aplicações na tecnologia da água e das águas residuais
Os misturadores estáticos são utilizados em vários processos de tratamento de água e de águas residuais:
1. Dosagem de produtos químicos
- Utilização:
- Distribuição uniforme de precipitantes (por exemplo, cloreto de ferro, sulfato de alumínio) ou de produtos químicos de neutralização (por exemplo, ácido sulfúrico, soda cáustica) no fluxo de água.
- Vantagem:
- Reação eficaz entre produtos químicos e poluentes através de uma mistura homogénea.
2. floculação e precipitação em instalações de PC
- Utilização:
- Formação e distribuição de flocos através da adição de floculantes (por exemplo, poliacrilamidas) em sistemas de PC.
- Vantagem:
- Melhoria das propriedades de sedimentação e da eficiência de filtração.
3. controlo do pH
- Utilização:
- Distribuição rápida e homogénea de ácidos ou álcalis para ajustar o valor do pH em sistemas de neutralização.
- Vantagem:
- Evitar flutuações locais de pH que possam conduzir a reacções químicas incompletas.
Foto: O nosso sistema de neutralização ALMA Neutra com misturador estático e doseamento de ácido e alcalino com controlo de pH, em aço inoxidável
Critérios de seleção para misturadores estáticos
Parâmetros do processo:
- Caudal, viscosidade e densidade dos fluidos.
- Composição química e agressividade do meio.
Intensidade da mistura:
- Em função da disposição e da geometria dos elementos de mistura.
- O fluxo turbulento (número de Reynolds > 2.000) promove o desempenho da mistura.
Perda de pressão:
- Os elementos de mistura geram uma queda de pressão que deve ser tida em conta na conceção do sistema.
Seleção de materiais:
- Materiais resistentes à corrosão, como o aço inoxidável ou plásticos (por exemplo, PVC, PP) para produtos químicos agressivos.
- PRFV para altas temperaturas e resistência química.
Vantagens em relação a outros sistemas de mistura
Não necessita de alimentação eléctrica
- Ao contrário dos misturadores dinâmicos, o misturador estático não necessita de uma fonte de energia externa.
Longevidade
- Robusto e resistente ao desgaste e às influências químicas.
Compacidade
- Fácil de integrar em sistemas existentes sem ocupar muito espaço.
Elevada precisão de mistura
- É garantida uma mistura homogénea mesmo com secções de tubo curtas.
Conclusão
O misturador estático é uma ferramenta indispensável no tratamento de águas industriais e de águas residuais. Graças ao seu design simples, robusto e de baixa manutenção, oferece uma forma eficiente de misturar homogeneamente líquidos, gases ou sólidos. Particularmente em processos como o doseamento de químicos, precipitação em sistemas CP e neutralização, contribui decisivamente para a estabilidade, eficiência e qualidade do processo. O design correto e a escolha do material permitem uma adaptação óptima aos requisitos individuais do processo, tornando o misturador estático uma solução económica e fiável para uma vasta gama de aplicações.
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