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
顾名思义,底挡板安装在搅拌釜的底部,如图8-3所示。它对促进固体悬浮很有效,可避免在搅拌器的底部形成固体颗粒堆积,因而一般用于搅拌固体粒子形成的悬浮液。
对于湍流操作,推荐如图8-3 (a)所示的底部小挡板,挡板的参数为:d=0.5D; b=0.lD; h1=0.05D; w=0.1D; C=0.25D; e=0.5d。对于液液分散,当分散相的密度小
于连续相时(如把油分散于水),若使用的搅拌器直径太小,则在釜壁易产生浮油;若使用的搅拌器直径太大,则在釜的中部易产生浮油。建议采用如图8-3 (b)所示的轻液挡板,可获得好的分散效果。挡板的参数为:d=0.4D; b=0.05~0.1D;Bw=0.07~0.1D; Sb=0.5d; eb=0.5d。
二,指形挡板及其他型式的挡板
指形挡板(如图8-4所示)类似手指形状,多用于安装在三叶后掠式搅拌器的搪玻璃搅拌釜中。指形挡板比板式挡板节省搅拌功率,亦能起到增加液体上下循环流的作用,有时指形挡板内可通入冷却水,可对搅拌器进行换热作用。一般情况下,指形挡板的设计参数为:管外径d=D/20;指形挡板宽度Wf=0.1D;厚度X=0.04D;间距Sf=0.2D;长度Lf=0.17D;指形挡板与容器内壁间距Sb=0.1D;指形挡板与容器底距离C=0.44D;管下端突出的指形挡板长度L=0.06D。
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。
说到刮壁式搅拌釜结构,我想起来今年年初的一个化工搅拌器的设计,搅拌釜为日本生产顺丁橡胶的C&R式反应器,采用螺带-导流筒式搅拌器,设有三重刮壁机构,即在导流筒内壁面、导流筒外壁面和搅拌器的内壁面都装有刮壁机构,使流体在导流筒内部产生很强的循环。当然,那种设计并不是,也可将化工搅拌器由螺带式搅拌器换成螺杆式搅拌器,以强制流体在导流筒内、外进行循环。
对于刮壁式搅拌釜来说,刮板的形状与搅拌功率和传热效率之间有直接关系。当搅拌釜需要通过夹套撤除聚合热时,理想的刮壁作用是刮板将其刀口前面贴近传热壁面的冷流体刮起,并与搅拌釜中部的热流体均匀混合。我们曾设计并研究了多种形状刮板的传热效果如下图所示。研究结果表明,B结构的传热效率好。
以上信息由专业从事消化池搅拌器的中拓鼎承于2025/7/11 12:52:24发布
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