






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,螺杆式搅拌器创新务实,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,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,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。


侧入式搅拌器特点及应用领域
一般来说,侧入式搅拌器不是搅拌器安装方式的选择,倒不是说这种方式的搅拌效果不好,而是相对来说,比起顶搅拌和底搅拌,侧入式搅拌的安装成本更高,因为侧入式搅拌器安装在筒体的侧壁上,对筒体的侧壁和搅拌器本身都有着更高要求,一般来说,在大型的搅拌器中,才会有着侧入式搅拌器的用武之地,如果搅拌器不是很大,搅拌器的顶部和底部都需要安装其它搅拌器,我们也可考虑侧入式搅拌。
轴流型是侧入式搅拌器常采用的搅拌流型,轴向流型中的轴,说的就是搅拌轴,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。搅拌器的型式上,多采用推进式搅拌器,推进式搅拌器正是一种可以实现轴向流型的搅拌器,推进式叶轮在旋转时使液体向前方成轴向流排出,使之在罐内形成循环。在功率不变的前提下,采用推进式搅拌器的型式,其搅拌效果一般都更为。
侧入式搅拌器一般在中小型搅拌器中应用较少,更多是应用在大型贮罐当中,而且在大型贮罐当中往往不是使用一两台,一般是多台同时工作,另外,侧入式搅拌器在化工领域的应用也非常广泛。
螺旋锥齿侧入式搅拌器是采用一对螺旋锥齿轮传动,适用于配上推进式搅拌器或螺旋桨式搅拌器,对低粘度物料进行调和。CFJ型为固定插入式,运行平稳,噪音低,安装较为方便,适合于大型储罐及电厂化工脱硫吸收塔浆池等场合,适用范围较为广泛。
本机也可设置危急遮断机构,当需要进行维修时或更换密封环时,不需要将罐内液体排空,只需将搅拌轴往外拉出一段距离,使堵头进入密封座,然后转动轴,堵头和密封座即能卡紧,防止罐内液体的外流。该机使用压力0-0.5MPa,工作温度10-120度,轴封形式分为填料密封盒机械密封两种,如液体中带有固体颗粒,选型时请注明。


黏弹性流体兼有黏性液体与弹性固体的特性,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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