呼伦贝尔废水池搅拌器新的满意-中拓鼎承

往复式三角形搅拌器叶轮介绍

通常的搅拌器总是向一个方向旋转，罐内无挡板时，液体的流动也是向一个方向进行回转运动。这时由于不能产生有效的剪切和上下循环，混合效果不佳。一般为避免此缺点，要在罐内装置挡板。然而，有些流体要附着到挡板上，要清除这些附着物相当麻烦。理想的情况是既能不设挡板，又能获得足够大的剪切和循环。能满足这个要求的是往复式搅拌器，它不用复杂的电气变换部分，仅用一个特殊设计的传动机构能够使搅拌器单方向回转变成每次进行90度往复的运动。这种搅拌器需与具有三角形截面的叶轮配合使用。　　三角形叶轮进行水平左右往复转动，使互相逆向的轴向流桨式叶轮交替地进行正反转，液体朝三角形顶角的方向流动，即三角形顶角向上，则液体向，顶角向下，则把液体向下压。通常这种三角形叶轮二枚成一对，互相交叉90度安装，下层的顶角朝下，上层的顶角朝上，往复式搅拌器的整体情况如图。搅拌时，下层叶的可动范围内液体向下压出，直达罐底，并通过下层叶的不动部分折回，向上升，刚好这时因为上层叶的顶角向上，则使液体进一步往上升。上升流直至液体的自由表面，并通过上层叶的不动部分折回，往下降，螺杆式搅拌器欢迎惠顾，这里又由于下层叶的顶角而向下，便使液体继续往下降。这样使罐内液体产生有效地上下循环流动，这时叶轮还进行着水平剪切运动，因此往复式搅拌器中的三角形叶轮亦是属于剪切-循环兼顾型的。由于三角形叶片的根部粗，端部细，所以，叶径也可做得较大，通常叶径与罐径比为0.65~0.95。

　　往复式搅拌器可用于使橡胶块在中溶解和使黏土、陶土块在水中分散那样需要高剪切的场合，并且它还能使溶解后的高浓度、高黏度液体进行充分地循环流动。还有，在搅拌纸浆和玻璃纤维时，若用单方向回转的三角形搅拌器，则纤维互相缠结形成大块，而用往复式三角形搅拌器时则缠结不会发生。即使是高浓度的纸浆，由于可使用大的叶径，仍可没有停滞地进行搅拌。

桨式和涡轮式搅拌器传热系数关联式

　　早的搅拌罐传热关联式是由Chilton于1944年提出的，对于使用单层平桨、并有碟形封头的圆筒形搅拌罐，其被搅拌液体对罐壁和内冷盘管的表面传热系数关联式分别如下：

　　以后许多研究者改变搅拌器的形状和相对尺寸进行传热研究，提出了很多搅拌罐传热关联式，由于一个关联式只对应于一个几何构形，这些关联式不便使用。

　　20世纪60年代中至70年代初日本的水科笃郎和永田进治等提出了包含多种桨型和多个尺寸参数的统一关联式，如永田对于桨式和涡轮式两种叶轮，且罐内有挡板而无内冷管的情况，并Re大于100。得如下关联式：

　　对于罐内无挡板而有内冷盘管的情况，则物料对罐壁的表面传热系数关联式为：

　　当除去内冷管时，则须将上式的系数由0.51改成0.54。产生这6%的差别是由于内冷盘管的遮蔽效应。

　　永田也得出在Re>200，2

　　上式中包含了叶轮的多个几何参数，如叶径6、罐径D、叶轮离罐底度c、叶片倾角、叶片数孔。和液高等，大大拓宽了公式的适用范围。

　　20世纪70年代，日本的佐野雄二等对于桨式、涡轮式叶轮在湍流域的场合，进一步建立了罐内液体的单位质量搅拌功率ε与液体对罐壁和内玲管壁的表面传热系数的联系，得到了适用性广、且形式更简单的关联式：

　　式中，为被搅液对夹套的表面传热系数．W/(㎡.K)；c为被搅液对内冷管壁的表面传热系数．W／(㎡.K)；dc为内冷管外径．m；ε为单位质量被搅液消耗的搅拌功率，W/kg；v为被搅液运动黏度.㎡/s。

　　式(5- 17)计算物件时须以流体的本体温度和壁温的算术平均值作定性温度。

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。