






黏弹性流体对搅拌器的影响
黏弹性流体行为可以对搅拌器的混合作用产生巨大的负效应。黏弹性流体的典型特征是具有法向应力差、弹性回缩、应力突增(Overshoot)现象。这些特征可以显著地影响混合行为。黏弹性流体流场中力学特征明显地不同于其他流体。
对于牛顿流体,由于搅拌的离心作用,流体在搅拌器内呈漩涡状;与此相反,黏弹性流体在搅拌过程中明显的特性是具有弹性。
弹性是材料在受力形变时试图维持原来的形状或形变试图恢复原来的形状的一个特性。因此在搅拌操作中,弹性使材料试图维持原来的形状而不产生混合。黏弹性流体在运动时,总是产生垂直于剪切面的法向应力差,该法向应力差会引发二次流,促使搅拌器中的流体产生爬杆现象——Weissenberg效应,即由搅拌器叶片端部吸入流体,沿搅拌轴方向排出。
1974年,Ulblecht曾对有关圆球、圆盘和搅拌器在黏弹性流体中旋转时产生的二次流流型进行了实验研究,实验表明:球在无弹性流体中旋转时,由于惯性力使流体沿搅拌轴吸入,再在球表面由惯性抛出,形成轴向循环,然而在弹性强的黏弹性流体中,由于法向应力的存在会产生相反方向的流动,当两种力刚好平衡时,会在球表面形成一个孤立的漩涡,在此漩涡内的流体与釜内其余流体不混合。 在黏弹性流体的搅拌中,使用螺杆-导流筒、锚式、框式搅拌器,是比较合适的。



搅拌器中旋转轴的安装设计
搅拌器中的旋转轴按安装位置可细分为传动轴和搅拌轴。变速器出口侧为传动轴,搅拌器相连的称搅拌轴,两者通过联轴器成为一个整体搅拌轴(通常情况下,选用单支点机架时,一般采用釜外带短节联轴器将搅拌轴与变速器出口侧传动轴相连;采用双支点机架时,搅拌轴常与机架中间短轴相连),习惯上则统称为搅拌轴。搅拌轴的轴径大多通过计算确定,其大小不仅要满足强度要求,还应满足刚度要求。
搅拌轴刚度除与轴径大小有关外,还取决于轴的支承情况,即与所采用的机架型式、联轴器型式、变速器结构,以及是否采用底轴承或中间轴承等密切相关。
按支承情况,搅拌轴可分为悬臂式和单跨式。悬臂式搅拌轴在搅拌器内部不设置中间轴承或底轴承,因而维护检修方便,特别对洁净度要求较高的生物、食品或药品搅拌器,集水池搅拌器刻画入微,减少了器内的构件,故应优先选用。


化工搅拌器的倾斜式搅拌
倾斜式搅拌常用于化工搅拌器中,为了防止涡流的产生,对简单的圆筒形或方形敞开的立式器,可将化工搅拌器用夹板或卡盘直接安装在器筒体的上缘,搅拌轴斜插入筒体内。
此种搅拌器的搅拌器小型、轻便、结构简单,操作容易,应用范围广。一般采用的功率为1~2.2kW,使用一层或两层桨叶,转速为36~300r/min,常用于药品等稀释、溶解、分散、调和及pH值的调整等。
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