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化工搅拌器中低粘度互溶液体搅拌

　　黏度是流体的一种属性。流体在管路中流动时，有层流、过渡流、湍流三种状态，化工搅拌器中同样也存在这三种流动状态，而决定这些状态的主要参数之一就是流体的黏度。在搅拌过程中，一般认为黏度大于50Pa.s的为高黏度流体，在此以下则统称为低黏度，有时将黏度在5～50Pa.s范围内的液体称为中黏度流体。

　　低黏度互溶液体的搅拌是两种及两种以上互溶液体在搅拌作用下，任意一点的浓度、密度、温度以及其他物理状态达到均匀的过程，通常又称为混匀过程，它是搅拌器工作中基本的一种搅拌工况。有时为了强调其属于均相搅拌的特点，也称其为调和或调匀。

　　低黏度互溶液体搅拌过程的主要特征是不存在传递过程的相界面。对于一个纯物理混合过程，低黏度互溶液体的混合属于容易完成的过程。但如果混合过程伴有化学反应时，则往往会使过程复杂化，主要表现在两个方面：一是对混合时间有比较严格的要求，以避免发生一些不希望的副反应；二是大多有反应热的导出或热量的导入，从而增加了混合过程的控制难度。

　　低黏度互溶液体的搅拌操作一般都是在湍流状态下进行的。因而这一过程就具有较强的主体扩散、湍流扩散和分子扩散，在宏观混合的过程同时伴有很强的微观混合过程。为达到搅拌液体的混合均匀状态，低黏度互溶液体的搅拌首先要求提供足够的循环量，避免在器内出现死区，使所有搅拌液体都能产生快速对流循环运动。其次，还要求化工搅拌器造成的液体湍流强度或剪切速度要大，尤其是当两种液体黏度相差比较大时，剪切的存在将有利于高黏度液体在器中的分散，有利于湍流扩散的强化。此外，当需要混匀的两种液体数量相差较大时，少量液体的加料位置是很重要的，理想的位置是叶轮区，或是在叶轮吸入口附近，以保证进料能很快通过叶轮，促使搅拌液体很快达到浓度均化。

拌装置中的搅拌体系分析

　　今天我们来分享一下搅拌器放大过程中的搅拌体系分析。通常来说，搅拌器的搅拌体系中某一点的状态可以通过一系列状态变量来表示。如温度、压力、流速、浓度等。作为一种基本方法，一个复杂的体系常常可以分解成几个简单的子体系进行实验和分析，从而使所获得的基本数据更有表征的价值，如在小试和模试中通常将反应和传递因素进行单独研究。但是被分离的变量之间常常存在互动和耦合效应，所以中试时经常将它们重新合并研究。如果两个子体系之间的连接是单方向的（比如i到j，j体系的输入=i体系的输出），则两个体系通常是独立的。对于两个变量是明显互相耦合在一起的，要避免将它们分离研究，或必须研究它们之间的耦合效应。举例来说，可以将一个复杂的化工过程分成进料段、反应段和后处理段进行分离研究，其中搅拌器的反应器往往是复杂的单元器，立式搅拌器，但难以再继续细分。

　　当体系确定，输入变量、输出变量、作用参数等随之可以确定。比如，输入变量可以包括进料中的化学组成和纯度等。输出变量可以包括流出物的化学组成，流出速率等。作用参数包括进料速率、催化剂类型、反应器进口温度、反应器进口压力、再循环流率等。当完成对子体系的定义后，池州搅拌器，需要对单个子体系进行研究，即小试研究。当小试完成后，需要考虑放大到模试。在模试阶段，除了考虑与小试过程同样关心的变量——转化率外，还要考虑副反应问题、热力学平衡、物理性质、化学平衡、热传递、相间和相内的质量传递、流体或固体的流动等。

搅拌器中的流型流场介绍

　　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，搅拌将产生三种基本流型：1.切向流；2.轴向流；3.径向流。上述三种基本流型，通常可能同时存在。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。

　　在无挡板的搅拌容器中，搅拌器偏心安装可以获得较好的搅拌效果。而在大型油釜中，若采用搅拌器侧面插入安装方式，通常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，碳钢搅拌器，也可得到相似的混合效果。

　　搅拌器内进行的是三维流动，且流动具有随机性，混合搅拌器，因而其流动状况非常复杂：对这种流动的研究方法有两种，即试验测量方法与数值模拟法。

　　流场的测量通常采用毕托管法、热线流速计法、照相法、激光多普测速仪法和图像分析法等测速技术，可测出搅拌器内任意点的时均速度与脉动速度。然后以描述湍 流的雷诺方程为基础，加上不同的方程封闭假定与过程的简化假定，求解雷诺方程。可从理论上计算搅拌釜内各点的速度：对釜内各点的时均速度与脉动速度数据加以处理，可获得搅拌釜内的流型、速度分布、剪切速率分布、能耗速率分布等重要的流体力学特征量：

　　流场数值模拟测量搅拌器内的流场的试验装置一般都很昂贵，且流场的测量是相当费时的，故对于搅拌器往往只能实验地获得局部流场信息。近年来，随着计算机技术 的进步，用计算流体力学的方法对搅拌器内流场进行数值模拟的研究越来越多，从高黏层藏到低黏湍流，从两维流场到三维流场都开展了大量研究计算。目前，已能对简单的搅拌器和流变行为简单的液体所形成的流动场，用计算机进行模拟。