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搅拌器中的依时性非牛顿流体介绍

　　搅拌器中许多实际流体不能简单地用公式或方程式来描述。这是因为这些复杂流体的黏度不仅与切应变速率有关，还与剪切施加的时间有关。这就是依时性非牛顿流体，这种流体可以分成两类：触变性流体和震凝性流体。

　　(1)触变性流体，触变是指在恒定的切应变速率下切应力随时间下降的流体行为，如搅拌器的搅动变稀，静止变稠等行为。通常认为这种现象产生于结构或节点随时间的破坏或解节。这种结构破坏的速率与可破坏的节点的数量有关，随着节点的破坏，节点重构的速率开始增加，后会达到动态平衡。达到平衡后流体可能呈现纯黏或黏弹。有时，也可能不存在平衡点，或结构重构需要很长时间。此时，如果先以恒定的速度增加切应变速率，然后再以恒定的速度降低切应变速率，其切应力和切应变速率之间的关系会出现一个滞后环，环面积越大，其依时性越强。

　　非自流性涂料、印刷油墨、番茄酱、奶油色拉、酸乳酪和石油钻探泥浆等流体都显示触变性。

　　(2)震凝性流体 震凝是指在恒定的切应变速率下切应力随时间增加的流体行为，如搅拌器猛烈搅拌即行凝结就属于震凝。通常认为这种现象产生于结构或节点随时间的形成。而且当切应变速率达到一定程度时，这种结构的形成不再继续进行，而结构的解节将发生。但是有时人们也发现，有些流体受剪切时只发生结构形成，而停止剪切时结构开始缓慢瓦解。震凝通常只发生在中等切应变速率下；在搅拌器高切应变速率下，沥青搅拌器诚实守信，结构通常不会形成。

　　膨润黏土液是具有震凝的流体。

化工搅拌器中高黏流体的刮壁传热

　　在化工领域，高黏度流体的处理比较常见，在处理高黏流体时，目前广泛采用的推进式、桨式和涡轮式等化工搅拌器工作效率不高，若选用锚式化工搅拌器则会出现近壁面温度不均匀等现象。因此，通常使用螺带式和螺杆式加导流筒处理高黏流体，但有时传热效果并不明显，尤其是生产高分子聚合物时，往往会在釜壁产生黏釜物，而这些黏釜物可大大降低传热效果。如悬浮法生产PVC时，仅0.1MM厚的黏釜物，就能使传热总系数减少35%。而在用连续溶液法或本体法生产聚合物时，产生的黏釜物远大于0.1mm，甚至达到十多毫米厚，近似于绝热操作。

　　发生这种情况的主要原因是：处理高黏流体时，化工搅拌器的搅拌转速通常很低，普通叶轮造成流体的移动仅能扩展至很短的距离，因而不足以克服流体的黏性力，于是传热面就黏有一层相当厚的高黏流体。要提高传热系数必须将这层黏釜物刮除，即采用刮壁式化工搅拌器来减薄其热边界层黏釜物厚度，以强化传热，并由此倡导了刮壁式传热学理论。

通过流型对搅拌器进行分类

　　搅拌器的分类比较复杂，我们可以根据流型来给搅拌器进行分类。

　　流型就是用来形容搅拌器容器内部的混合体根据一定的规律，循环流动的一种形式，搅拌器的流型大致分为三种：轴向流型，径向流型和混合流型。 轴向流型中的轴，指的就是搅拌轴，轴向流型的混合流体的运动方向是和搅拌轴平行的，流体是从轴向进入搅拌器的叶片，而后又从轴向流出的一种液流方式，轴流式搅拌器多采用螺旋桨作为搅拌叶轮，所以轴流式搅拌器又成为旋桨式搅拌器，旋桨式搅拌器的生产维护费用较低。

　　在同样转速和同样直径的前提下，轴流式搅拌器的功率更高，其特点还有，结构简单，便于维护，生产能力高，适用于中低粘度的液体搅拌。 和轴向流型相对的，径向流型的流体是沿着叶轮的半径方向排出的，结构也不复杂，适用范围相当广泛，径流式搅拌器多有一个开式的叶轮，开式叶轮可以更好的实现流体的径向排放，除了开式叶轮，还有很多径流式搅拌器采用盘式叶轮，盘式叶轮多用来实现气液混合，功率略低于开式叶轮。

　　叶轮上的桨叶多采用不锈钢材质，其形状根据搅拌流体性质的不同而不同，平直型桨叶多用于低粘度的液体的搅拌，而锚型桨叶可用于高粘度的液体搅拌，也可根据具体需要增加一排桨叶。

　　混合流型是在轴向流型和径向流型基础之上加装挡板，一般挡板不会大于容器直径的十分之一，高度也不应超过直径的两倍，加装挡板后流体会不规则的运动，当然，通过改变叶轮的安装角度，使其按照需要稍微倾斜，可以通过更少的挡板实现我们所需要的混合流型，这一点要注意。