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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。

　　需指出的是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。

螺带要用支撑拉杆固定在搅拌轴上，一般每个螺距内要在螺带上焊上2—3根拉杆。拉杆的里端制成半圆状的轴环，轴环方面也可以根据需要使用轴肩，不过轴肩的价格肯定是要比轴环高一些，精细搅拌器，用螺杆夹紧在搅拌轴上。为了可靠地传递扭矩，在若干轴环上有键与搅拌轴相配，其他轴环上仅有止动螺钉即可（止动螺钉是和拉杆配合使用，主要是用于控制三板模中的定模座板，并且可在高温环境中精密操作，可使螺带式搅拌器适用于各种环境），如果螺带很长，可分段制造，呼伦贝尔搅拌器，各段之间再用螺栓连接起来形成一体，典型的螺带式搅拌器结构如图2-62。也有的结构是将很长的螺带分成独立的几段，每段内螺带焊成一体，而各段独立地用拉杆轴环固定在搅拌轴上，各段螺带间并无连接。

　　螺带式搅拌器的通用尺寸为桨叶宽与罐径比b/D=0.1，螺距与桨径比s/dj=0.5-1.0。当用圆钢制作时，都是用在小的桨径上，如某些引进搅拌器中有的桨径dj=275mm，其圆钢螺带直径10mm;有的桨径dj=425mm，双相钢搅拌器，其圆钢螺带直径15mm。

当插入挡板后，脱硫搅拌器，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，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。