Guida tecnica — MCA Strumentazione Industriale
Numero di Reynolds per agitatori industriali
Come riconoscere il regime di flusso e scegliere la girante e i deflettori corretti
Guida tecnica — MCA Strumentazione Industriale
Come riconoscere il regime di flusso e scegliere la girante e i deflettori corretti
Guida tecnica — regime di flusso
Il numero di Reynolds per agitatori — Re = (ρ × N × D²) / μ — è il parametro che determina se il flusso intorno alla girante è laminare, di transizione o turbolento. Dal regime di flusso dipendono la scelta della girante, la necessità di deflettori, il valore del numero di potenza Np e il comportamento generale del sistema.
Il numero di Reynolds è adimensionale e confronta le forze di inerzia con le forze viscose. Alto Re = inerzia dominante (turbolenza). Basso Re = viscosità dominante (flusso laminare).
Il fluido si muove a strati paralleli senza mescolamento trasversale. Tipico di paste, resine, polimeri molto viscosi. Np dipende da Re secondo Np×Re = KL.
Regione intermedia. Molti alimentari, cosmetici, vernici cadono qui. Np varia con Re in modo non lineare. Difficile da prevedere senza dati sperimentali.
Flusso caotico con vortici. Acqua, soluzioni acquose, biodiesel, fluidi a bassa viscosità. Np è costante — la formula semplice della potenza funziona.
| Fluido | Viscosità (cP = mPa·s) | Esempio regime a N=2 giri/s, D=0,3 m, ρ=1000 |
|---|---|---|
| Acqua | 1 | Re = 180.000 — turbolento |
| Vino, latte | 1,5 – 2 | Turbolento |
| Olio d'oliva | 80 | Re = 2.250 — transizione |
| Olio motore SAE 30 | 300 | Re = 600 — transizione |
| Miele | 2.000 – 10.000 | Re = 18–90 — tra laminare e transizione |
| Ketchup | 10.000 – 50.000 | Re = 3,6–18 — laminare/transizione |
| Resina epossidica non indurita | 10.000 – 100.000 | Laminare |
| Pasta dentifricia | 80.000 | Laminare — non-newtoniano |
| Regime | Giranti appropriate | Giranti da evitare |
|---|---|---|
| Turbolento (Re > 10.000) | Tutte — Rushton massimo efficiente per dispersione, elica marina per sospensione | Ancora (spreco di potenza) |
| Transizione (10 < Re < 10.000) | Pale inclinate, Rushton con potenza maggiorata | Elica marina (sotto 1.000 cP perde efficienza) |
| Laminare (Re < 10) | Ancora, elica a nastro, paletta elicoidale | MAI pale inclinate o Rushton — girano nel vuoto |
Uno degli errori più comuni è installare pale inclinate o Rushton su fluidi viscosi > 5.000 cP. La girante gira correttamente ma crea solo un piccolo vortice locale — il fluido distante dalla girante rimane fermo. La miscelazione NON avviene. Verificare sempre Re prima della scelta e usare ancora o elica a nastro in laminare.
Senza deflettori il fluido entra in rotazione in blocco creando un vortice. La miscelazione efficace è impossibile. Configurazione standard: 4 deflettori a 90° larghi T/10.
Valutare caso per caso. In molti processi alimentari e cosmetici si usano deflettori parziali (T/25) per evitare vortice senza rallentare troppo il flusso.
In laminare i deflettori bloccano il flusso senza miglioramento. Ancora e nastro sfruttano la parete come superficie di scambio — i deflettori impediscono questa azione.
Inviaci viscosità, densità, geometria del serbatoio e velocità prevista. MCA verifica il numero di Reynolds e propone la girante e la configurazione dei deflettori più adatta.
Il numero di Reynolds per agitatori è Re = (ρ × N × D²) / μ, dove ρ è la densità, N la velocità in giri/secondo, D il diametro della girante, μ la viscosità dinamica. Determina il regime di flusso: laminare (Re<10), di transizione (10
I deflettori (baffle) servono in regime turbolento per evitare la formazione di un vortice che riduce l'efficacia della miscelazione. Configurazione standard: 4 deflettori larghi T/10 posizionati a 90° sulla parete. In regime laminare NON si usano: rallenterebbero il flusso senza miglioramento.
Le pale inclinate funzionano bene fino a circa 10.000 cP (10 Pa·s). Oltre questa viscosità il flusso assiale si perde e la girante gira 'nel vuoto' — il fluido non viene coinvolto. Sopra 10.000 cP si usano ancore o eliche a nastro.
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