傾斜式攪拌常用于化工攪拌器中,為了防止渦流的產(chǎn)生,對簡單的圓筒形或方形敞開的立式器,可將化工攪拌器用夾板或卡盤直接安裝在器筒體的上緣,攪拌軸斜插入筒體內(nèi)。
此種攪拌器的攪拌器小型、輕便、結(jié)構(gòu)簡單,操作容易,應(yīng)用范圍廣。一般采用的功率為1~2.2kW,使用一層或兩層槳葉,轉(zhuǎn)速為36~300r/min,常用于藥品等稀釋、溶解、分散、調(diào)和及pH值的調(diào)整等。
攪拌器內(nèi)的流型取決于攪拌方式,攪拌器、釜、擋板等的幾何特征,流體性質(zhì)以及轉(zhuǎn)速等因素。在一般情況下,反應(yīng)釜攪拌器,攪拌軸安裝在釜中心時,將產(chǎn)生三種基本流型:1 切向流2 軸向流(圖中b, c)3 徑向流(圖中a, d,五家渠攪拌器, e, f)。上述三種基本流型,可能同時存在。
其中,軸向流與徑向流對混合起主要作用,而切向流應(yīng)加以抑制,化工攪拌器,可通過加入擋板削弱切向流,以增強(qiáng)軸向流與徑向流。不同的槳型和槳徑對流型有重要的影響,如下圖所示。圖中b,c為軸向流,但是采用大直徑的PBT槳葉或者流體粘度增大會使流型轉(zhuǎn)變成徑向流。另外,采用多層PBT槳也會使各槳葉產(chǎn)生單獨(dú)的徑向流。
具體到攪拌器型號上,推進(jìn)式攪拌器是軸流型的代表,平直葉圓盤渦輪攪拌器是徑流型的代表,而斜葉渦輪攪拌器是混合流型的代表,
以上都是攪拌器在中心線安裝的流型,可是當(dāng)物料粘度不大,攪拌器在中心線安裝有時會造成打旋現(xiàn)象,形成漩渦后會大大降低混合效果。解決方法有很多:可以改變攪拌器直徑,也可考慮安裝擋板,在無擋板的攪拌容器中,攪拌器偏心安裝也可以獲得較好的攪拌效果,另外導(dǎo)流筒、內(nèi)盤管等附件也可以起到擋板的效果。而在大型油釜中,一般采用側(cè)面插入安裝方式,通常也可獲得較好的釜內(nèi)整體循環(huán)。該場合若采用側(cè)面射流混合方式,也可得到相似的混合效果,安裝方式方面還有傾斜安裝方式。
罐中液體的循環(huán)流動是達(dá)到物料混合所的流動狀態(tài),而湍流擴(kuò)散、剪切流又是某些攪拌過程快速進(jìn)行達(dá)到攪拌目的所需要的。雖然某種合適的流動狀態(tài)也要靠攪拌罐及其他附件來共同造成,但是葉輪的形狀與運(yùn)轉(zhuǎn)情況仍可以說是決定罐內(nèi)流動狀態(tài)的基本的因素。
各種攪拌葉輪形狀按攪拌器的運(yùn)動方向與葉輪表面的角度可分為三類,即平葉、折葉和螺旋面葉。槳式、渦輪式、錨式、框式等的葉輪都是平葉或折葉,而推進(jìn)式、螺桿式、螺帶式的葉輪則為螺旋面葉?! ∑饺~的槳面與運(yùn)動方向垂直,即運(yùn)動方向與槳面法線方向一致。折葉的槳面與運(yùn)動方向成一個傾斜角度;一般這個傾斜角度為45或60度等。螺旋面葉是連續(xù)的螺旋面成其中一部分,葉片曲面與運(yùn)動方向的角度逐漸變化,如推進(jìn)式葉片的根部曲面與運(yùn)動方向一般可為40-70度,而其葉端的曲面與運(yùn)動方向的角度較小,一般為17度左右?! ∮捎谄饺~的運(yùn)動方向與槳面垂直,所以當(dāng)葉輪低速運(yùn)轉(zhuǎn)時,液體的主要流動為水平環(huán)向的流動。
當(dāng)葉輪轉(zhuǎn)速增大時,液體的徑向流動就漸漸增大。葉輪轉(zhuǎn)速愈高,由平葉排出的徑向流愈強(qiáng)。但只靠葉輪本身,它造成的軸向流動還是很弱的。折葉由于槳面與運(yùn)動方向成一定傾斜角,所以在葉輪運(yùn)動時,除有水平環(huán)流外,還有軸向分流。在葉輪轉(zhuǎn)速增大時,還有漸漸增大的徑向流。螺旋面可以看成是許多折葉的組合,脫硫攪拌器,這些折葉的角度逐漸變化,所以螺旋面的流向也有水平環(huán)向流、徑向流和軸向流,其中軸向流量大。
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