Пневматическое перемешивание сжатым инертным газом или воздухом является малоэффективным процессом. Расход энергии при пневматическом перемешивании больше, чем при механическом. Перемешивание жидкости сжатым газом осуществляется двумя способами: свободным барботированием и циркуляционным методом.
При свободном барботировании на дне аппарата устанавливают барботер, представляющий собой трубу с отверстиями (рис. 10.10). В барботер подается сжатый газ, который выходит из отверстий барботера в жидкость в виде пузырьков. При подъеме пузырек выталкивает жидкость перед собой и в стороны. Кроме того, при подъеме пузырьков жидкость, находящаяся в непосредственной близости к их поверхности, под действием касательного напряжения приводится в движение и увлекается пузырьками. При массовомбарботаже происходит как коалесценция, так и разрушение пузырьков. Все эти явления и ведут к перемешиванию жидкости.
При циркуляционном пневматическом перемешивании газ подается в циркуляционную трубу (рис. 10.11). Пузырьки газа увлекают за собой вверх по трубе жидкость, находящуюся в сосуде, которая по выходе из трубы затем опускается вниз по кольцевому пространству между трубой и стенками аппарата, обеспечивая циркуляционное перемешивание жидкости.
Рис. 10.10. Схема барботажного Рис. 10.11. Барботажный смеситель смесителя с циркуляционной трубой
Давление газа на входе в барботер p определяется по формуле
, (10.18)
где р0 – давление над слоем жидкости в аппарате, H/м2; H – высота слоя жидкости над барботером, м; rж, rг – плотности жидкости и газа, кг/м3; – суммарный коэффициент сопротивления барботера; wог – скорость газа на выходе из отверстий барботера, м/с.