低黏度不互溶两相体系液-液分散时,主要控制因素是液滴大小及一定的循环流动,因此对剪切作用的要求均较高,由于涡轮式搅拌器具有较高切应力和较大循环能力,所以为合适,特别是平直叶涡轮搅拌器的剪力作用比斜叶和后弯叶的剪力作用大,就更适用。常用的平直叶开式涡轮搅拌器,叶片宽度宜窄,转速较高。在湍流区全挡板条件下,平直叶开式涡轮搅拌器的参数一般取d/D=0.33,C/d=1,b/D=0.125~0.2。当雷诺数>10的4次方时机械搅拌器上下搅拌范围可达2d。如液体黏度较大时,可用弯叶涡轮,以减少动力消耗。
对气-液分散体系,要求气体分散造成足够的相际接触面,以利于对气体的吸收。主要控制因素是剪切强度,同时也要求有较高的循环量。气体吸收过程以圆盘式涡轮搅拌器,它的剪切作用强,而且在圆盘的下面可以保存一些气体,使气体的分散更平稳,开式涡轮搅拌器就没有这个优点。通常优先采用标准六平直叶圆盘涡轮式搅拌器,并在全挡板下操作。其常用尺寸为:d/D=0.33,C/d=1,H/D=1.25~2,雷诺数>10的4次方时,机械搅拌器上下搅拌范围为2d。当H/D≥2时,常采用多层搅拌器
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,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。
可将机械搅拌器根据转速区分为快速型与慢速型两类,它们的桨径罐径比不同。以经常使用在过渡区与湍流区的为快速型,如涡轮式、推进式、鼠笼式与桨式等;以经常用在层流区的为慢速型,如螺带式、锚式、螺杆式等等。对快速型搅拌器直径大小一般取2.0≤D/d≤8.0,即0.125≤d/D≤0.5;对慢速型的一般取1.04≤D/d≤2.0,即0.5≤d/D≤0.96。
关于一个叶轮上叶片的数量,一般在桨式中常用双叶。各种涡轮式的叶轮以6叶及8叶为多,少的用3叶,多有用16叶。推进式有2叶、3叶和4叶,以3叶居多。
关于叶轮宽度的影响.可从机械搅拌器的动力消耗方面来分析。可这样概括地说,在高黏度液体中,层流范围内动力消耗几乎和桨宽成正比,而在低黏度液中,仅在叶轮宽度范围较小时,动力消耗随桨宽增加而增加,当桨宽大到一定范围以上,动力消耗就不再因桨宽增大而增大了。
以上信息由专业从事回收池搅拌器的中拓鼎承于2025/5/6 13:17:30发布
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