Смесители с большими сдвиговыми усилиями представляют собой устройства, предназначенные для полного смешивания жидких, газообразных и твердых компонентов, которые обычно не смешиваются полностью при использовании традиционных методов. Эти устройства используют явление гидродинамики, известное как деформация сдвига, для объединения трудносмешиваемых материалов. Деформация сдвига возникает, когда два жидких тела движутся друг относительно друга с разными скоростями, создавая область деформации вдоль области контакта между ними. В смесителях с большими сдвиговыми усилиями используется ряд высокоскоростных крыльчаток, вращающихся внутри стационарного корпуса, для эффективного смешивания одного компонента материала, вводимого в постоянный поток другого материала с разными скоростями. Обычно используются несколько типов смесителей сдвига, в том числе смесители периодического действия, встроенные смесители и смесители со сверхвысоким сдвигом.
Комбинации материалов, которые при нормальных условиях не смешиваются полностью, называются несмешиваемыми смесями. Нефть и вода — хороший пример такой вообще несовместимой пары элементов. Однако тщательное комбинирование обычно несовместимых комбинаций жидкостей, твердых веществ и газов является необходимой частью многих промышленных и химических процессов. Там, где обычные методы комбинирования не работают, используются смесители с большими сдвиговыми усилиями для получения полной смеси компонентов, которые иначе не смешиваются. Эти смесители используют механизм гидродинамики, известный как напряжение сдвига, которое возникает в области, где два тела материала, движущиеся с разными скоростями, контактируют друг с другом.
Напряжение сдвига вызывает локальную деформацию двух материальных потоков, которая служит для их энергичного объединения вдоль плоскости сдвига. В смесительных машинах с большими сдвиговыми усилиями этот эффект обычно достигается с помощью высокоскоростного рабочего колеса или ротора, который вращается в плотно прилегающем неподвижном корпусе или статоре. Материалы компонентов, введенные в камеру, созданную статором, будут испытывать более высокие скорости вращения на его внешнем крае, чем в его центре. Эта разница скоростей вызывает напряжение сдвига, необходимое для эффективного соединения материалов. Эти комбинации могут состоять из различных жидкостей, пар жидкости и газа или жидкости и твердых веществ, полученные смеси которых известны как эмульсии, лизоли и суспензии соответственно.
В пищевой промышленности, фармацевтической, косметической и бумажной промышленности обычно используются несколько различных типов смесителей с большими сдвиговыми усилиями. производящие отрасли. К ним относятся смесители периодического действия, встроенные смесители и смесители со сверхвысоким сдвиговым усилием, каждый из которых имеет определенные эксплуатационные преимущества. Смесители периодического действия имеют смесительный бак с крыльчаткой, расположенной в его дне, а компоненты загружаются в бак сверху, что позволяет этому типу смесителя быстро обрабатывать большие объемы. Поточные смесители особенно подходят для смешивания комбинаций жидкости и порошка и имеют линейную схему подачи/разгрузки, которая пропускает через себя смесь, а также смешивает материалы. Смесители со сверхвысоким усилием сдвига обычно допускают однопроходное смешивание и имеют ряд перфораций в статоре, через которые материалы проталкиваются с высокой скоростью.
