搅拌器中互溶液体间的搅拌
搅拌器容器中互溶液体的搅拌是两种或数种互溶液体在搅拌作用下达到浓度或密度或温度以及其他物性的均匀状态的过程,一般称为混合过程。有时为了强调其属于均相搅拌的特点也称其为调和或调匀。
因为搅拌的目的从根本上说就是造成搅拌器内流体的均匀状态,所以也可以说混合也是其在各种搅拌过程的共同要求,混合也是搅拌过程中基本的一种过程。
混合过程都应规定搅拌液体达到均匀状态的标准,而以在搅拌作用下达到这个标准的混合时间作为评价搅拌效果的指标。达到同样标准所用的混合时间愈短,搅拌器的混合性能就愈好,混合既然是要求全罐内液体达到均匀状态,那么为达到混合目的,从流动来看,首先应当避免在罐内出现死区,要使罐内液体都能产生对流运动进行循环。并且为了快速混合,缩短混合时间,就要求搅拌作用下的液体对流循环速度快,循环时间要短,这就要求搅拌器造成的液体循环流量要大,不过这只是一方面,因为实践与研究都证明。仅是液体循环流量大末必就能说液体一定混合得好。因为在液体循环时,内部的混合还取决于液体湍流扩散的程度,所以要达到液体的混合还要求搅拌器造成的液体湍流强度或剪切速度要大。
黏度是流体的一种属性。它反映了流体运动时剪切应力与剪切速度梯度的比值关系。所以黏度大小对流动状态有很大的影响,也必然对机械搅拌器的搅拌过程有很大的影响。流体在管路中流动时,有层流、过渡流、湍流三种状态,搅拌罐中也有这样三种流动状态,与管路中一样决定这些状态的是雷诺数Re,黏度是决定Re大小的主要参数之一。
在搅拌过程中,所谓黏度高低的说法并没有严格的界限,一般所谓高低只是一个习惯的说法。大致以2500m Pa.s或10四次方mPa.s以上为高黏度.在此以下都可称为低黏度。也有的只将100mPa.s以下称为低黏度,中间又分出一个中等黏度的范畴。因为低黏度与中等黏度的液体在搅拌时流动状态的区别不大,所以将其统称为低黏度,以与高黏度液体相区别。关于目前常用的液体搅拌器所适用的黏度范围,说法也不同。有的认为适用在2×10的五次方mPa.s以下,也有的认为可用到1x10的六次方mPa.s。这些说法都未提及其他指标,所以也只能理解为一个大致的范围。
从搅拌器理来看,在层流区混合高黏度液体时,液体单元经受剪切细分作用被拉长、拉细或分割,随着剪切时间的增加,逐渐达到混合。同时,由于搅拌器内剪切场不是均匀的,例如锚式搅拌器在锚与釜壁间的间隙区是强剪切区,液体的混合速率较快,而釜中部区域则是低剪切区,混合速率较慢,因此,高剪切区与低剪切区间的液体交换速率或液体在釜内的循环能力也是影响混合的重要因素。此外,搅拌器内流体的速度波动也能促进混合。换言之,高黏度液体的混合速率主要取决于搅拌器与釜壁表面间的相对运动速率及相互之间的距离,为此也要求用于高黏流体的搅拌器,搅拌器直径与器内径的比值都相当大。实际生产过程中,常用的黏性流体搅拌器有锚式搅拌器、螺带式搅拌器、框式搅拌器等。
以上信息由专业从事碳钢搅拌器的中拓鼎承于2025/5/8 13:55:29发布
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