






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,反应釜搅拌器,流体离开搅拌器后,其能量很快耗散,双相钢侧入式搅拌器,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。



罐中液体的循环流动是达到物料混合所的流动状态,而湍流扩散、剪切流又是某些搅拌过程快速进行达到搅拌目的所需要的。虽然某种合适的流动状态也要靠搅拌罐及其他附件来共同造成,但是叶轮的形状与运转情况仍可以说是决定罐内流动状态的基本的因素。
各种搅拌叶轮形状按搅拌器的运动方向与叶轮表面的角度可分为三类,即平叶、折叶和螺旋面叶。桨式、涡轮式、锚式、框式等的叶轮都是平叶或折叶,而推进式、螺杆式、螺带式的叶轮则为螺旋面叶。 平叶的桨面与运动方向垂直,即运动方向与桨面法线方向一致。折叶的桨面与运动方向成一个倾斜角度;一般这个倾斜角度为45或60度等。螺旋面叶是连续的螺旋面成其中一部分,叶片曲面与运动方向的角度逐渐变化,如推进式叶片的根部曲面与运动方向一般可为40-70度,而其叶端的曲面与运动方向的角度较小,一般为17度左右。 由于平叶的运动方向与桨面垂直,六盘水搅拌器,所以当叶轮低速运转时,液体的主要流动为水平环向的流动。
当叶轮转速增大时,液体的径向流动就渐渐增大。叶轮转速愈高,由平叶排出的径向流愈强。但只靠叶轮本身,它造成的轴向流动还是很弱的。折叶由于桨面与运动方向成一定倾斜角,所以在叶轮运动时,除有水平环流外,还有轴向分流。在叶轮转速增大时,生产侧入式搅拌器,还有渐渐增大的径向流。螺旋面可以看成是许多折叶的组合,这些折叶的角度逐渐变化,所以螺旋面的流向也有水平环向流、径向流和轴向流,其中轴向流量大。



搅拌器中的底挡板和指形挡板
在之前的文章中,我们介绍过搅拌器中的竖挡板,今天我们仅对底档板和指形挡板进行介绍。
一,底挡板
顾名思义,底挡板安装在搅拌釜的底部,如图8-3所示。它对促进固体悬浮很有效,可避免在搅拌器的底部形成固体颗粒堆积,因而一般用于搅拌固体粒子形成的悬浮液。
对于湍流操作,如图8-3 (a)所示的底部小挡板,挡板的参数为:d=0.5d; b=0.ld; h1=0.05d; w=0.1d; c=0.25d; e=0.5d。对于液液分散,当分散相的密度小
于连续相时(如把油分散于水),若使用的搅拌器直径太小,则在釜壁易产生浮油;若使用的搅拌器直径太大,则在釜的中部易产生浮油。建议采用如图8-3 (b)所示的轻液挡板,可获得好的分散效果。挡板的参数为:d=0.4d; b=0.05~0.1d;bw=0.07~0.1d; sb=0.5d; eb=0.5d。
二,指形挡板及其他型式的挡板
指形挡板(如图8-4所示)类似手指形状,多用于安装在三叶后掠式搅拌器的搪玻璃搅拌釜中。指形挡板比板式挡板节省搅拌功率,亦能起到增加液体上下循环流的作用,有时指形挡板内可通入冷却水,可对搅拌器进行换热作用。一般情况下,指形挡板的设计参数为:管外径d=d/20;指形挡板宽度wf=0.1d;厚度x=0.04d;间距sf=0.2d;长度lf=0.17d;指形挡板与容器内壁间距sb=0.1d;指形挡板与容器底距离c=0.44d;管下端---的指形挡板长度l=0.06d。



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