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搅拌器悬浮临界转速的确定

　　所谓悬浮临界转速，是指搅拌釜内悬浮操作达到某一的悬浮状态时，搅拌器转速的小值。只有确定了搅拌器临界转速，才能计算出过程所需要的小功率。　　(1)完全离底悬浮的临界转速，搅拌器的完全离底悬浮临界转速常用直接观察法和电导法测定。

　　直接观察法是用肉眼观察搅拌釜底颗粒运动状态，当颗粒全部处于运动时，且颗粒在釜底停留（静止）时间不超过1～2s，即认为达到了完全离底悬浮。此法用于实验室研究能够得到满意的结果。

　　电导法是在釜底安装多个电导元件，根据电信号的变化，确定完全离底悬浮临界转速。此法可用于不透明釜体的测量上。

　　在固-液悬浮操作中，对完全离底悬浮的研究较多，也发表了不少有关搅拌器临界转速的关联式。

　　Zwietering通过大量的研究发现，关联式要依据搅拌釜结构尺寸、固相浓度、液体黏度、固体颗粒粒径、固-液两相密度差等影响悬浮操作的主要因素。

(2)均匀悬浮临界转速，均匀悬浮临界转速的确定，常用的方法是通过测釜内各点的固相浓度，根据釜内固相浓度分布的均匀度来判断。

　　一般情况下，釜内很难达到均匀悬浮，典型的固体颗粒沿釜深浓度分布如上图所呈，在低转速下，浓度分布不均匀，防腐搅拌器，釜上部浓度低于平均浓度，釜下部浓度高予平均浓度。随着搅拌器转速的增加，浓度分布趋于均匀。当转速增加到一定程度，浓度均匀性不再增加，沿液面深度始终存在有一定的浓度差，而且从釜中可明显地看出沿液深总有一高浓度区。

　螺带式搅拌器:螺带式搅拌器的叶片是用带钢卷成螺旋状焊接在轴上制成。它适用于中、高黏度（可达数千泊）的搅拌，有较好的上下循环性能。螺带式搅拌器有单螺带、双螺带、内-外螺带、螺带-螺杆等多种型式。螺带式搅拌器与搅拌容器壁的间隙、螺距、头数以及带宽等都对混合效率有影响。应用在高黏度流体时，立式搅拌器，由于锚式搅拌器几乎不产生上下流动，在容器中心处混合效果较差，搅拌器，且流体黏度越高，这种缺点越明显。而螺带式搅拌器产生的是以上下循环流为主的流动，所以整个容器内的混合效果比较好。对于锥型搅拌器，还可作成锥型的螺带-螺杆式搅拌器，搅拌效果很好。

当插入挡板后，波面的凹陷消失，如图2-2中D1，此时周向速度大大减低，而径向速度和轴向速度都增加，有研究表明，插入挡板后，可使垂直循环流速为无挡板时的4倍。

　　推进式叶轮所造成的流动状态也有层流、过渡流以至湍流等，也因Re数大小而异。轴流型叶轮的排出流方式与径流型的不同，它的流型是在轴方向有很大的排出流量，特别是罐内有挡板或导流筒后，水平回转流更弱，桨式搅拌器，主要是轴向的上下循环流。轴流型叶轮与径流型叶轮相比，前者可以在消耗动力较小的情况下获得较大的循环流量。

　　高黏度液体的流动状态与低黏度液体是不同的。当液体处在高黏度时，多为层流流动。这时仅在叶轮的近旁才发生液体的流动，离开叶端一段距离则液体的流速就急速降低，直至仍然保持静止状态。由于Re数的降低。这时轴附近的“固体回转部”几乎不存在，而罐内流动型式和搅拌叶轮的运动轨迹有直接关系如图2-5。如锚式叶轮在层流时所造成的基本上是水平方向的回转涡流。螺杆式使流体螺旋下降（或上升）为主，加上导流筒后，就可形成筒内外的上下循环流。双螺带式能够使液体产生较复杂的四周螺旋上升再沿搅拌轴下降的流动型式。