






影响搅拌器输入能量和流动场的主要因素
搅拌的过程其实就是通过搅拌器叶片的旋转向内容器内的流体输入机械能,使流体获得合适的流动场,在流动场内进行动量、热量、的传递或者同时进行化学反应的过程。因此,流动场和输入能量总是设计与选用搅拌器时关心的问题,反应釜搅拌器,具体表现为:不同操作目的的搅拌过程就需要不同的流动场,黔东南苗族侗族自治州搅拌器,在搅拌过程中需要提供给流体以多大的能量;而各种搅拌器在不同的操作条件下能产生什么样的流动场,供给多大的能量等一系列问题。搅拌器的选型和设计其实就是针对这种需要和可能的匹配。
下面我们来看看影响流动场和输入能量的主要因素.
影响流动场和输入能量的主要因素有以下三种。
1.搅拌器的结构型式,主要与釜型、搅拌器和内构件的形状及数量等有关。其中搅拌器和内构件的搭配方式产生的影响非常大。例如,对于低黏度流体,不锈钢搅拌器,用一个八平叶桨式搅拌器进行搅拌。在相同转速下,有挡板时的输入功率和排量分别是无挡板时的10倍和4倍。
此外,无档板时流体的流动以水平环向流为主,生产搅拌器,而有挡板时则以轴向循环流为主。
2.搅拌器的转速搅拌器的工作原理与泵的叶轮相同,所产生的压头与转速n的平方成正比,提高搅拌器的转速.即可提供较大的压头。
3.被搅物料的特性,主要包括密度、流变行为、表面张力、相分率以及分散相尺寸等。搅拌过程的特性------地取决于物料的流变特性,如黏度等。



高黏度液体混合操作通常都处于层流状态,其对应的黏度范围为1~1000pa.s。高黏度液体在层流下操作,没有明显湍动,流体离开搅拌器后,其能量很快耗散,因此不能通过流体的翻腾来造成容积循环,往往采用直接大面积推动流体使之达到混合,常用的搅拌器有锚式、框式、螺带式、螺杆式等。锚式搅拌器结构简单应用,应用广泛,由于缺乏轴向循环流动,混合效率较低。当搅拌雷诺数大于50时,产生的两次循环流可---混合特性。由于锚式搅拌器的形状与搅拌釜匹配,因此它的叶片扫过釜壁时,可促进物料与釜壁的热交换,并可减薄粘壁物,---混合性能。



搅拌器混合速率和混合效率
在搅拌器的搅拌过程中,我们常用均一化时间θm来定量地表示混合速率。均一化时间θm的定义是:将两种完全互溶,但其物理或化学性质(如电导率、颜色、温度、折光率等)有差异的流体通过搅拌使之达到规定混合程度所需的时间。由于测量混合时间的种种条件以及所要求达到的终均匀程度是人为确定的,故θm的数值仅在相同的测试条件下有相互比较的价值。
在对比不同搅拌叶轮的混合速率时常用无量纲混合时间,即混合时间数tm:
tm=θmn
tm的物理意义为:达到规定混合,搅拌器叶轮所需的转数。tm值越低,则表明该叶轮的混合速率越高。
在湍流混合时,各种叶轮的tm为一常数;而在高黏度液体的层流搅拌时,对于那些适合于高黏度液体混合的叶轮,如螺带式或螺杆式叶轮等则tm亦为一常数;然而对于一些不适合高黏度液体混合的叶轮来说,例如用d/d=0.5左右的盘式涡轮在层流下混合高黏度液体时,由于罐内有混合死角,不能求得确切的均一化时间θm,故也不能算得tm值。
有人研究了tm和np、nqd等的关系,对于用平叶涡轮式、平叶桨式.弯曲叶桨式、布鲁马金式和推进式等叶轮搅拌低黏度液体的场合得到如下的关系式:
常用单位体积混合能wv来表示混合效率。wv是单位体积搅拌功率和均一化时间θm的乘积。wv=pvθm。
需---的是θm。不是一个严密定义的量,如前所述,它随测量者的实验条件而变。故用wv来比较不同叶轮的混合效率时,往往用一个基准的叶轮的wv值作为参比值。



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