






如何通过搅拌器搅拌高黏流体
工业生产中高黏度流体的使用日渐增多,许多高分子聚合物都是高黏度流体,它们很多又是非牛顿流体,在搅拌器的搅拌过程中黏度还会发生变化,因而对搅拌器的要求就更高,同时,也要求搅拌器能够适应黏度的变化而完成搅拌操作。
高黏流体的搅拌常泛指互溶的高黏度液体间的混合。但高黏流体搅拌在工业中也有分散、固体溶解、化学反应等多种非均相操作。
搅拌器工作时,用搅拌器对低黏度互溶液造成湍流并不困难,但黏度达到较高水平后,由于黏滞力的影响,就只能出现层流状态。尤其困难的是,这种层流也只能出现在搅拌器的附近,碳钢搅拌器,离桨叶稍远些地方的高黏度液体仍是静止的。这样就很难造成液体在搅拌器内的循环流动,即在器内会有死区存在,对混合、分散、传热、反应等各种搅拌过程十分不利。所以,高黏度液体搅拌的首要问题就是要解决流体流动与循环的问题。在这种情况下,不能靠增大搅拌器的转速来提高搅拌器的循环流量,因为流体黏度较高时,搅拌器排出的流量很少,转速过高还会在高黏度溶液中形成沟流,而周围液体仍为死区。较为有效的解决办法是设法使搅拌器推动更大范围的流体。因此,高黏度液体的搅拌器直径与器内径之比、桨叶的宽度与器内径之比都要求比较大,有时还要求增加搅拌器的层数,以增大搅拌范围。



桨式搅拌器通常仅有二个叶片,是搅拌叶轮中简单的一种。根据叶片的垂直或倾斜安装可分成径向流型和轴向流型。桨式叶轮主要用于排出流是必要的场合,由于在同样的排量下,轴向流叶轮的功耗比径向流低,故轴向流叶轮使用较多,由于结构简单,即使叶径大,不锈钢搅拌器,价格也不高,故往往用于大叶径、低转速的场合。
桨式搅拌器叶片形状的选择
桨式搅拌器结构简单,细长的、连续的板状叶片焊、铆在轮毂上或对夹在搅拌轴上,因而价格低,大约有35%~40%的搅拌器使用这种搅拌器。通常,每个叶轮有2个叶片,安装3~4个叶片的并不多见。桨叶可垂直安装于轮毂上,即所谓的平叶桨。也可以某一角度倾斜安装于轮毂上,即所谓的折叶桨。
由桨式叶轮所形成的流动形式也有径流和轴流之分。但桨叶的主要作用是具有较强的循环功能,黔西南布依族苗族自治州搅拌器,大都用于需要叶片以排出(循环)作用为主要目的的搅拌。在排出量相同情况下,折叶桨的操作费用与动力消耗稍优于平叶桨。实际工程中,往往采用大直径低转速叶轮,尽管剪切作用不大,但罐内循环良好。由于可用大直径的叶轮,故也可用于介质粘度达50Pa.s的搅拌。此时,为了使罐内上、下层介质易于交换,反应罐搅拌器,往往采用有3~5段的多段叶轮,或在桨叶上安装横向叶片。
影响搅拌器输入能量和流动场的主要因素
搅拌的过程其实就是通过搅拌器叶片的旋转向内容器内的流体输入机械能,使流体获得合适的流动场,在流动场内进行动量、热量、质量的传递或者同时进行化学反应的过程。因此,流动场和输入能量总是设计与选用搅拌器时关心的问题,具体表现为:不同操作目的的搅拌过程就需要不同的流动场,在搅拌过程中需要提供给流体以多大的能量;而各种搅拌器在不同的操作条件下能产生什么样的流动场,供给多大的能量等一系列问题。搅拌器的选型和设计其实就是针对这种需要和可能的匹配。
下面我们来看看影响流动场和输入能量的主要因素.
影响流动场和输入能量的主要因素有以下三种。
1.搅拌器的结构型式,主要与釜型、搅拌器和内构件的形状及数量等有关。其中搅拌器和内构件的搭配方式产生的影响非常大。例如,对于低黏度流体,用一个八平叶桨式搅拌器进行搅拌。在相同转速下,有挡板时的输入功率和排量分别是无挡板时的10倍和4倍。
此外,无档板时流体的流动以水平环向流为主,而有挡板时则以轴向循环流为主。
2.搅拌器的转速搅拌器的工作原理与泵的叶轮相同,所产生的压头与转速N的平方成正比,提高搅拌器的转速.即可提供较大的压头。
3.被搅物料的特性,主要包括密度、流变行为、表面张力、相分率以及分散相尺寸等。搅拌过程的特性特别强烈地取决于物料的流变特性,如黏度等。



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