Излагаются методы расчета и интенсификации процессов перемешивания жидких смесей, получившие наибольшее распространение в различных отраслях промышленности. Рассмотрены различные типы и конструкции мешалок, методы их расчета, приведены алгоритмы и программы выбора типа мешалки, оптимизации ее параметров и расчета процессов в ней. Предпринято моделирование процесса перемешивания на основе более совершенных математических моделей и произведена реализация математической модели аналитическими методами, в результате чего получены формулы для инженерных расчетов процесса, приведены алгоритмы и программы расчетов на ЭВМ. Рассмотрены методы интенсификации процесса перемешивания с использованием гидродинамической кавитации, различные типы перемешивающих устройств и методы их моделирования. Описаны разработанные на основе проведенных исследований кавитационно-пульсационные мешалки, испытанные на мартыновском спиртзаводе. Приведены результаты экспериментальных исследований кавитирующих крыльчаток, методы их оптимизации по параметру Лагранжа и методы расчета с примерами численных расчетов, блок-схемами и программами.

Обгрунтовано фізичну модель кавітаційного впливу на багатокомпонентні неньютонівські рідини типу піролізної смоли, термогазойлю, коксохімічної сировини, крекінггазойлю. Описано процес перемішування рідин у мішалках і проточних змішувачах за умов дії на рідину кавітації. Розроблено експериментальні стенди та наведено результати дослідження для аналізу наслідків кавітаційного впливу на багатокомпонентні середовища. Проведено реологічні дослідження таких середовищ для доведення гіпотези про те, що у певному діапазоні температур і градієнтів швидкостей ці середовища їх можна описати степеневим законом Оствальда де Віля. Виявлено, що під час проходження досліджуваних середовищ та їх сумішей через кавітаційний змішувач, у ряді випадків відбувається помітна зміна реологічних властивостей, зокрема, коефіцієнта динамічної в'язкості. Даний ефект дозволяє розробити методики, пов'язані з транспортуванням продуктів із меншими енергетичними витратами. Визначено критерії для оцінки ступеня кавітаційного впливу на складне реологічне середовище. На підставі результатів експериментальних досліджень і математичного опису процесів перемішування запропоновано методики розрахунку кавітаційних змішувачів-реакторів.

Експериментально досліджено витрати енергії у разі перемішування в ємностях з великою кількістю вертикальних перегородок, знайдено оптимальну кількість перегородок залежно від діаметра апарата.

Самоусмоктувальні мішалки є найбільш ефективними перемішувальними пристроями, які використовуються в технологічних схемах з агресивними газовими реагентами. Відомі методики і розрахунки продуктивності мішалок по газовій фазі пов'язані, в основному, зі збільшенням частоти обертання та діаметра мішалки. Зміна цих параметрів призводить до підвищення потужності під час перемішування. Приведені результати випробувань зі збільшення продуктивності по газу за рахунок збільшення коефіцієнта витрати самоусмоктувальних мішалок.

Визначено характеристики відцентрово-ежекційних мішалок газорідинних апаратів, що необхідні для розрахунків їх насосної продуктивності: частоти обертання, за яких компенсуються гідростатичний тиск та гідравлічний опір вала і лопатей, і газ починає виходити з лопатей. Встановлено характер залежності цих характеристик від діаметра мішалок, діаметра або висоти лопатей, форми лобової поверхні лопатей, глибини занурення мішалок і в'язкості рідини.

Швидкість масообмінного процесу найбільше залежить від площі контакту фаз. Цей показник для газорідинних апаратів з відцентрово-ежекційними мішалками залежить від їх насосної продуктивності. У результаті дослідження встановлений характер залежності насосної продуктивності таких мішалок з різним профілем лобової частини порожнистих лопатей від діаметра мішалок, розмірів отворів лопатей, числа лопатей, гідростатичного тиску над мішалками і частоти обертання мішалок. Розроблено метод розрахунку насосної продуктивності відцентрово-ежекційних мішалок газорідинних апаратів.

Проведено дослідження залежності середнього питомого газовмісту в робочому середовищі газорідинних апаратів з відцентрово-ежекційними мішалками від розмірів мішалок, форми їх лопатей, частоти обертання і висоти шару робочого середовища над мішалками. Розроблено методи розрахунку середнього питомого газовмісту в робочому середовищі таких апаратів і площі поверхні контакту фаз у них.

Наведено описи стандартних конструкцій апаратів із перемішуючими пристроями, які застосовуються в хімічному машинобудуванні, а також рекомендації щодо їх вибору. Подано інформацію про розрахунки валів на вібростійкість, жорсткість і міцність. Описано методики розрахунків жорсткого валу постійного перерізу, жорстких комбінованих і ступінчастих валів, а також гнучкого консольного валу. Окрему увагу приділено розрахунку валу на втомну міцність (з урахуванням випадкового характеру навантажень). Наведено приклади розрахунків вертикальних валів апаратів на вібростійкість, жорсткість і міцність.