涡轮式搅拌器
导语：涡轮式搅拌器（又称透平式叶轮）随叶片形状和安装角度不同其名称和用途也不同。从形式上看有两大类，一类是有一个圆盘安装在轮毂上，叶片再安装在圆盘上，称圆盘涡轮式搅拌器．另一种是叶片直接安装在轮毂上，称开启涡轮式搅拌器。应用极广，能处理黏度范围很广的流体。
涡轮式搅拌器概述
涡轮式搅拌器从结构上可分为开式（开启式）和盘式（圆盘式）两类。开式有平直叶、斜叶、弯叶等，盘式有圆盘平直叶、圆盘斜叶、圆盘弯叶等。开式涡轮常用的叶片数有2叶和4叶，盘式涡轮以6叶常见。为改善流动状况，盘式涡轮有时把叶片制成凹形和箭形，称为弧叶盘式涡轮和箭叶盘式涡轮。涡轮式搅拌器有较大的剪切力，可使流体微团分散得很细，适用于低黏度到中等黏度流体的混合、气液分散、固液悬浮，以及促进良好的传热、传质和化学反应。平直叶剪切作用较大，属剪切型搅拌器。弯叶是指叶片朝着流动方向弯曲，可降低功率消耗，适用于含有易碎固体颗粒的流体搅拌。
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。
黏弹性流体兼有黏性液体与弹性固体的特性，污泥搅拌器选型加工，能在变形后呈现弹性恢复，具有与非依时性和依时性这两类非牛顿流体的黏性效应。聚合物熔体和溶液是典型的黏弹性流体，在定态剪切下表现出前述纯黏性非牛顿流体的特性，而当剪切发生变化（包括扩大、收缩流和非定态流动）时则表现出弹性。黏弹性流体具有以下特异流动行为。
(1)爬杆效应（Weissenberg效应），用搅拌器搅拌黏弹性流体时，转轴处的液面沿轴上升，离轴较远处的液面下降。这一行为与牛顿流体正好相反。为此在设计流体黏弹性较强的搅拌器时，应选择合适的搅拌器。否则，会因爬杆效应使流体全部包裹在搅拌器上，与搅拌轴同步旋转，从而使混合和传热等过程均不能正常进行。
(2)膨胀效应（Barus效应），黏弹性流体从圆管或小孔中流出时有射流膨胀现象，此时流出液的大直径dmax可达圆管内径d的2～3倍。黏弹性流体的膨胀程度与所流经的圆管长度有关，圆管越长，膨胀程度越小；而当圆管充分长时，膨胀比B (B=dmax/d)会达到一定值。膨胀比在聚合物加工中是一重要现象，通过测量膨胀比可获得法向应力差的信息。
(3)记忆现象（又称弹性滞后），施加压力梯度使黏弹性流体在管内流动；当突然移去压力梯度，黏弹性流体将反向移动一段距离后才停止。
(4)反向次流，在液体中插入一旋转圆盘，形成的主流是切向流，同时在转盘下方形成轴向次流。在牛顿流体中，次流的方向是轴中心处流体向上而四周流体向下；黏弹性流体则相反，轴心处流体向下而容器四周的流体向上运动。反向次流对搅拌器的搅拌、传质等操作是一个重要的影响因素。
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