高黏度和低黏度溶液攪拌器的選型

低黏度互溶液體混合，低黏度互溶液體的混合是一個均相純物理混合過程，主要控制因素是循環(huán)速率，而槳葉的剪切作用是次要的。當(dāng)兩種液體黏度相差較大時，剪切的存在有利于較高黏度液體在整個容器內(nèi)的分散，有利于湍流擴散的強化。常用的攪拌器有推進式、斜葉渦輪、長薄葉螺旋式、三葉后彎式等。當(dāng)黏度低于0.4Pa.s，特別是0.1Pa.s以下時，常在湍流區(qū)操作，此時用推進式攪拌器為合適。這是由于推進式攪拌器直徑小轉(zhuǎn)速高，循環(huán)能力強且動力消耗少（在全擋板條件下操作），能形成強烈的循環(huán)流。如中央插入，瀝青攪拌器，d/D=0.25～0.33，C／D=1，H/D=1約等于1.2(D指容器內(nèi)直徑，d指攪拌器直徑，H指液面高度，C指攪拌器距離容器底部的高度，以下同)。對大型容器中低黏度物料的混合采用斜入式時，d/D=O.25—0.33， H/D=1～1.2；采用旁入式時d/D=0.083～0.125或更小，H/D≤0.8。對黏度稍高或攪拌要求較高時，可采用寬葉的開啟四斜葉渦輪式攪拌器，絮凝攪拌器，與推進式相比，剪切作用略有加強。四斜葉渦輪主要尺寸為：d/D—0.25～0.5，C/d=1，H/D=1NI.2，b/d=0.25（b為槳葉寬度）。也可采用長薄葉螺旋式攪拌器，它與斜葉渦輪式相比，在同樣能耗下能提供較大的循環(huán)流量，因此對循環(huán)流量要求較高的場合，選用此類攪拌器較合適。當(dāng)黏度稍高，或兩種液體的粘度有相當(dāng)差別時，可選用三葉后彎式攪拌器。該種攪拌器具有良好的循環(huán)流性能，又兼有一定的剪切作用，只是使用時要注意與之匹配的擋板型式和安裝位置。槳式攪拌器因其結(jié)構(gòu)簡單，不銹鋼攪拌器，在小容量液體混合中仍廣泛應(yīng)用，但在大容量液體混合時，其循環(huán)能力就顯得不足。

高黏度液體混合操作通常都處于層流狀態(tài)，其對應(yīng)的黏度范圍為1～1000Pa.s。高黏度液體在層流下操作，沒有明顯湍動，流體離開攪拌器后，其能量很快耗散，因此不能通過流體的翻騰來造成容積循環(huán)，往往采用直接大面積推動流體使之達到混合，常用的攪拌器有錨式、框式、螺帶式、螺桿式等。錨式攪拌器結(jié)構(gòu)簡單應(yīng)用，應(yīng)用廣泛，由于缺乏軸向循環(huán)流動，混合效率較低。當(dāng)攪拌雷諾數(shù)大于50時，產(chǎn)生的兩次循環(huán)流可改善混合特性。由于錨式攪拌器的形狀與攪拌釜匹配，因此它的葉片掃過釜壁時，可促進物料與釜壁的熱交換，并可減薄粘壁物，改善混合性能。

錨式攪拌器

錨式攪拌器結(jié)構(gòu)簡單，如圖5-7所示。它適用于黏度在1Pa.s以下的流體攪拌，當(dāng)流體黏度在1～10Pa.s時，文昌攪拌器，可在錨式攪拌器中間加一橫槳葉，即為框式攪拌器，以增加容器中部的混合。錨式攪拌器的一般參數(shù)為：槳葉直徑d與容器內(nèi)直徑D之比為0. 9～0. 98，葉端速度為1～5m/s。錨式或框式攪拌器的混合效果并不理想，只適用于對混合要求不太高的場合。由于錨式攪拌器在容器壁附近流速比其他攪拌器大，能得到較大的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，故常用于傳熱、晶析操作。也常用于攪拌高濃度淤漿和沉降性淤漿。當(dāng)攪拌黏度大于10Pa.s的流體時，應(yīng)采用螺帶式或螺桿式攪拌器。

錨式、框式葉輪機械攪拌器屬于同一類，這些葉輪的槳徑對罐徑之比d/D較大，機械攪拌器通常在低速下運行，在攪拌低黏度液體時不產(chǎn)生大的剪切力，因此它不適用于液-液和氣-液分散，另一方面，這些葉輪在罐內(nèi)移動的流量大，水平回轉(zhuǎn)流占支配地位，不具有良好的混合均一性，然而在罐壁附近的流速比其他葉輪大。能得到大的傳熱膜系數(shù)，故常用于傳熱，晶析操作。另外，由于其葉徑較大，且與罐底貼近，也常用它來攪拌高濃度淤漿和沉降性淤漿。還有它也常用于高黏度流體的攪拌，然而隨流體黏度的，罐內(nèi)的流動減少，由傳動裝置傳入的能量作為葉輪和流體的摩擦（剪切）消耗掉的比例增大。從攪拌效果看，在葉片近旁有液體的交換，而在軸附近則存在幾乎不起攪拌作用的部分，使用如圖2-12的變形框式葉輪，可使情況改善，然而仍不能全部解決問題。要使高黏度流體完全流動非要用螺帶式葉輪機械攪拌器那樣具有強制液體進行擠出流動的葉輪。

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