搅拌器内的流型取决于搅拌方式,搅拌器、釜、挡板等的几何特征,流体性质以及转速等因素。在一般情况下,搅拌轴安装在釜中心时,将产生三种基本流型:1 切向流2 轴向流(图中b, c)3 径向流(图中a, d, e, f)。上述三种基本流型,可能同时存在。
其中,轴向流与径向流对混合起主要作用,而切向流应加以抑制,可通过加入挡板削弱切向流,以增强轴向流与径向流。不同的桨型和桨径对流型有重要的影响,如下图所示。图中b,c为轴向流,但是采用大直径的PBT桨叶或者流体粘度增大会使流型转变成径向流。另外,采用多层PBT桨也会使各桨叶产生单独的径向流。
具体到搅拌器型号上,推进式搅拌器是轴流型的代表,平直叶圆盘涡轮搅拌器是径流型的代表,而斜叶涡轮搅拌器是混合流型的代表,不锈钢搅拌器,
以上都是搅拌器在中心线安装的流型,可是当物料粘度不大,搅拌器在中心线安装有时会造成打旋现象,形成漩涡后会大大降低混合效果。解决方法有很多:可以改变搅拌器直径,也可考虑安装挡板,在无挡板的搅拌容器中,搅拌器偏心安装也可以获得较好的搅拌效果,另外导流筒、内盘管等附件也可以起到挡板的效果。而在大型油釜中,一般采用侧面插入安装方式,通常也可获得较好的釜内整体循环。该场合若采用侧面射流混合方式,也可得到相似的混合效果,安装方式方面还有倾斜安装方式。

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改善混合特性。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,改善混合性能。



高黏度和低黏度溶液搅拌器的选型
低黏度互溶液体混合,低黏度互溶液体的混合是一个均相纯物理混合过程,主要控制因素是循环速率,而桨叶的剪切作用是次要的。当两种液体黏度相差较大时,剪切的存在有利于较高黏度液体在整个容器内的分散,有利于湍流扩散的强化。常用的搅拌器有推进式、斜叶涡轮、长薄叶螺旋式、三叶后弯式等。当黏度低于0.4Pa.s,立式搅拌器,特别是0.1Pa.s以下时,常在湍流区操作,此时用推进式搅拌器为合适。这是由于推进式搅拌器直径小转速高,循环能力强且动力消耗少(在全挡板条件下操作),化工搅拌器,能形成强烈的循环流。如中央插入,拉萨搅拌器,d/D=0.25~0.33,C/D=1,H/D=1约等于1.2(D指容器内直径,d指搅拌器直径,H指液面高度,C指搅拌器距离容器底部的高度,以下同)。对大型容器中低黏度物料的混合采用斜入式时,d/D=O.25—0.33, H/D=1~1.2;采用旁入式时d/D=0.083~0.125或更小,H/D≤0.8。对黏度稍高或搅拌要求较高时,可采用宽叶的开启四斜叶涡轮式搅拌器,与推进式相比,剪切作用略有加强。四斜叶涡轮主要尺寸为:d/D—0.25~0.5,C/d=1,H/D=1NI.2,b/d=0.25(b为桨叶宽度)。也可采用长薄叶螺旋式搅拌器,它与斜叶涡轮式相比,在同样能耗下能提供较大的循环流量,因此对循环流量要求较高的场合,选用此类搅拌器较合适。当黏度稍高,或两种液体的粘度有相当差别时,可选用三叶后弯式搅拌器。该种搅拌器具有良好的循环流性能,又兼有一定的剪切作用,只是使用时要注意与之匹配的挡板型式和安装位置。桨式搅拌器因其结构简单,在小容量液体混合中仍广泛应用,但在大容量液体混合时,其循环能力就显得不足。
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