黏弹性流体兼有黏性液体与弹性固体的特性,能在变形后呈现弹性恢复,具有与非依时性和依时性这两类非牛顿流体的黏性效应。聚合物熔体和溶液是典型的黏弹性流体,在定态剪切下表现出前述纯黏性非牛顿流体的特性,而当剪切发生变化(包括扩大、收缩流和非定态流动)时则表现出弹性。黏弹性流体具有以下特异流动行为。
(1)爬杆效应(Weissenberg效应),用搅拌器搅拌黏弹性流体时,转轴处的液面沿轴上升,离轴较远处的液面下降。这一行为与牛顿流体正好相反。为此在设计流体黏弹性较强的搅拌器时,兴安盟搅拌器,应选择合适的搅拌器。否则,会因爬杆效应使流体全部包裹在搅拌器上,反应釜搅拌器,与搅拌轴同步旋转,从而使混合和传热等过程均不能正常进行。
(2)膨胀效应(Barus效应),黏弹性流体从圆管或小孔中流出时有射流膨胀现象,立式搅拌器,此时流出液的大直径dmax可达圆管内径d的2~3倍。黏弹性流体的膨胀程度与所流经的圆管长度有关,圆管越长,膨胀程度越小;而当圆管充分长时,膨胀比B (B=dmax/d)会达到一定值。膨胀比在聚合物加工中是一重要现象,通过测量膨胀比可获得法向应力差的信息。
(3)记忆现象(又称弹性滞后),施加压力梯度使黏弹性流体在管内流动;当突然移去压力梯度,黏弹性流体将反向移动一段距离后才停止。
(4)反向次流,在液体中插入一旋转圆盘,形成的主流是切向流,同时在转盘下方形成轴向次流。在牛顿流体中,次流的方向是轴中心处流体向上而四周流体向下;黏弹性流体则相反,轴心处流体向下而容器四周的流体向上运动。反向次流对搅拌器的搅拌、传质等操作是一个重要的影响因素。
化工搅拌器的倾斜式搅拌倾斜式搅拌常用于化工搅拌器中,为了防止涡流的产生,对简单的圆筒形或方形敞开的立式器,可将化工搅拌器用夹板或卡盘直接安装在器筒体的上缘,搅拌轴斜插入筒体内。
此种搅拌器的搅拌器小型、轻便、结构简单,操作容易,应用范围广。一般采用的功率为1~2.2kW,使用一层或两层桨叶,转速为36~300r/min,常用于药品等稀释、溶解、分散、调和及pH值的调整等。
如何防止化工搅拌器中的打旋现象
在某些工况下,化工搅拌器在搅拌过程中会发生打旋现象,这种现象对搅拌十分不利。
在打旋过程中,液体随着叶轮而运动,但是这种运动时同步的,就是所有液体一起运动,分子间的相对位置并没有发生变化,化工搅拌器,所有,液体并没有真正混合。
打旋会使得漩涡的中心下凹,这样很可能引起空气和叶轮的接触,在搅拌过程中,液体之间的摩擦,叶轮和液体的摩擦都会产生热能,而空气和旋转的液体及叶轮接触,并有一定温度,那么很可能产生化学反应,以及气液混合,这对于化工搅拌器的搅拌效果影响,还有可能对叶轮产生腐蚀。并且由于由于中央液面下凹,液体也无法和叶轮完全接触,也影响到了叶轮的搅拌效果。
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