搅拌器中搅拌器与流型介绍
准确的讲,搅拌器其实就是搅拌器中的搅拌桨叶和搅拌叶轮部分,这部分是整个搅拌器的关键部位,搅拌器通过旋转将机械动能传递给流体,而流体就根据搅拌器的旋转形式,形成不同的运动状态,不断地循环流动,这种循环流动的状态和形式就称之为流型。
流型同搅拌器中很多部件有关,比如内容器的几何特征、搅拌器、挡板等等,除了搅拌器的影响,反应罐搅拌器,流型还受很多因素的影响,比如:搅拌物质的物理性质,搅拌物质间的化学反应,搅拌效果的要求等,搅拌流型比较复杂,但其基本流型只有以下三种:
1.径向流型,这种流型中,流体的循环流动方向是和搅拌轴垂直的,在这种流型中,流体在径向的流动方向上,防腐搅拌器,会受到内容器壁面的阻挡,从而一分为二,形成向上和向下两个循环流动方向。
2.轴向流型,在这种流型中,搅拌器中流体的循环流动方向同搅拌轴平行,流体在轴向动,遇到内容器底面阻挡,形成了上下方向的循环流动。
3.切向流型,切向流型多见于无挡板的内容器中,三明搅拌器,流体环绕搅拌轴运动,就是我们常说的漩涡,这种流型的混合效果比较差。
在正常的搅拌过程中,在三种流型往往是同时存在并相互影响的,其中对于切向流型,我们应该通过挡板加以抑制,而对轴向流型和径向流型,应该根据搅拌效果的需要予以增强。
当然,需要说明的是,以上对流型的介绍,为了方便和容易理解起见,我们只是通过搅拌器的中心安装这一个情况下进行说明的,不过一般来说不同的搅拌器其搅拌器安装方式可能有所不同,比如,偏心式、侧入式、顶部安装、斜插安装等等,那么,不同的搅拌器安装方式所产生的流型也就有着不同的差别,比起中心安装来的复杂,但是其流型也是由以上三种基本流型所构成的。
适用于固液悬浮的搅拌器结构参数尺寸
固液悬浮是借助搅拌器的作用,使固体颗粒悬浮在液体中,形成固液混合物或悬浮液。均匀悬浮的主要控制因素是循环速率及湍流强度,其中容积循环速率又往往是的因素。固液悬浮操作以涡轮式搅拌器使用范围,其中以开启式涡轮,它没有中间圆盘,不致阻碍桨叶上下的液相混合。弯叶、斜叶开式涡轮的优点更---,它的排出性能好,桨叶不易磨损,用于固液悬浮操作更合适。通常采用宽叶的开启式四斜叶涡轮式搅拌器,容器底为锥形时,其尺寸为:df/d=0.4~0.5,c/d=0.5,h/d=1;碟形时d/d=0.4。如固液密度差较小时,也可采用标准的开启式四斜叶涡轮式搅拌器;若含固量---,且固液密度差较小时,可采用平桨;若混合液黏度低于0.4pa.s,---是0.1pa.s以下,固液密度差小,含固量低,可用推进式,并在湍流区全挡板条件下操作,其参数可取d/d=0.33, c/d=1,h/d=1。对悬浮体系,当密度差小,且只要求悬浮物离开罐底而不必均匀悬浮时,搅拌转.速也不必太大,可用底挡板;当密度差大,并要求均匀悬浮时,搅拌转速较高,应采用底挡板和壁挡板;如悬浮物易黏附在挡板上,不锈钢搅拌器,可采用导流筒。对带纤维的固体悬浮可选用后弯式涡轮搅拌器。固液悬浮采用长薄叶螺旋桨等也是---的选择。
对于固体悬浮,其搅拌难度取决于悬浮粒子的沉降速度。悬浮程度与颗粒的沉降速度成反比,即搅拌转速愈高,直径愈大,颗粒的沉降速度愈小,获得的搅拌程度愈高。
黏弹性流体对搅拌器的影响
黏弹性流体行为可以对搅拌器的混合作用产生---的负效应。黏弹性流体的典型特征是具有法向应力差、弹性回缩、应力突增(overshoot)现象。这些特征可以---地影响混合行为。黏弹性流体流场中力学特征明显地不同于其他流体。
对于牛顿流体,由于搅拌的离心作用,流体在搅拌器内呈漩涡状;与此相反,黏弹性流体在搅拌过程中明显的特性是具有弹性。
弹性是材料在受力形变时试图维持原来的形状或形变试图恢复原来的形状的一个特性。因此在搅拌操作中,弹性使材料试图维持原来的形状而不产生混合。黏弹性流体在运动时,总是产生垂直于剪切面的法向应力差,该法向应力差会引发二次流,促使搅拌器中的流体产生爬杆现象——weissenberg效应,即由搅拌器叶片端部吸入流体,沿搅拌轴方向排出。
1974年,ulblecht曾对有关圆球、圆盘和搅拌器在黏弹性流体中旋转时产生的二次流流型进行了实验研究,实验表明:球在无弹性流体中旋转时,由于惯性力使流体沿搅拌轴吸入,再在球表面由惯性抛出,形成轴向循环,然而在弹性强的黏弹性流体中,由于法向应力的存在会产生相反方向的流动,当两种力刚好平衡时,会在球表面形成一个孤立的漩涡,在此漩涡内的流体与釜内其余流体不混合。 在黏弹性流体的搅拌中,使用螺杆-导流筒、锚式、框式搅拌器,是比较合适的。
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