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,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,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,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,七台河搅拌器,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。
桨式搅拌器特点介绍
桨式搅拌器,桨式搅拌器是搅拌器中结构简单的一种,通常仅两个叶片。它采用扁钢制成,叶片焊接或用螺栓固定在轮毂上,叶片型式可分为平直叶式和斜(折)叶式两种,根据叶片的垂直或倾斜安装可分成径向流型和轴向流型两种。桨式叶轮主要用于排出流是必要的场合,由于在同样的排量下,轴向流叶轮的功耗比径向流低,故轴向流叶轮使用较多,由于结构简单,即使叶径大,价格也不高,故往往用于大叶径、低转速的场合。其主要用途为:在液-液系用于防止分离和使温度均一;在固-液系,多用于防止固体沉降。然而,桨式叶轮机械搅拌器不适用于气-液分散那样保持气体和以细微化为目的的操作,还有,由于其适合于制成大叶径,故也可用于高黏度液体的搅拌,这种场合为了促使液体上下交换,或者使用3—5层的多层叶轮,或者使用如下图那样的变形的桨式叶轮。一般情况下桨式搅拌器所搅拌的介质的粘度都不高,同样适用于中低粘度搅拌的搅拌器还有涡轮式和推进式,搅拌器厂家,
桨式搅拌器主要用于流体的循环,由于在同样的排量下,斜叶式比平直叶的功耗少,操作费用低,因而斜叶式搅拌器使用较多。桨式也可用于高黏流体的搅拌,虽然,对于高黏度液体的混合来说,它的效果比昂贵的螺带式叶轮要差一点,但对于液体黏度不太高,或者对混合的要求不是太高的场合,桨式搅拌器由于其价格低,还往往被选用。
日本对立式搅拌器的采购进行过分析,桨式、涡轮式和推进式三者占全体的75%—80%,而桨式搅拌器又占其中的60%~70%,由此,对于立式搅拌器,使用桨式叶轮的占50%左右。对于低黏度液体,桨式叶轮的叶径与罐径之比为0.35—0.5,对于高黏度液体为0.65~0.9;使用的转速为20~100r/min;适应的高黏度为50Pa.s。
机械搅拌器对高粘度液体如何混合
今天我们来讨论如何使用机械搅拌器对高粘度液体进行均匀混合,说到粘度,先要说粘性,粘性是指液体阻碍自身运动的一种内摩擦阻力,反应釜搅拌器,衡量粘性的单位就是粘度,粘度如果过大,影响液体的粘滞力就会过大,即使机械搅拌器在正常运转,其影响到的液体也只不过是桨叶所在的那一层,离桨叶稍微远一点的地方的液体几乎都是不运动的,在这种情况下就没有必要继续进行搅拌,不但没有好处而且有坏处,会影响到液体的性质,化学反应,传热等一系列反应。
在这种情况下,单纯的提高机械搅拌器的转速是意义不大的,这样不但不会使液体充分混合,还会形成沟流,使粘度过大的液体均匀混合,需进行的操作是将桨叶和液体的接触面积加大,直接的方法是更换合适的桨叶。那么什么样的桨叶合适呢?
个就是叶轮的外直径更大,桨叶宽度更大的,这类桨叶可以加大与液体的接触面积,外直径更大,就保证了液体在横向上的充分搅拌。
第二个就是增加机械搅拌器桨叶的层数,如果容器较深,这样就可以在纵向上保证液体的充分混合。
不过,一般来说这两个措施可以同时采用,必要时还可以使用螺带式搅拌器。
在这里需要额外强调的一点是,对于高粘度液体的混合搅拌,需要注意其自身的粘温效应,温度越高粘度就越小,如果温度和粘度的变化会影响到我们所想要的搅拌结果,那么,机械搅拌器对于温度和转速的控制就十分重要了,脱硫搅拌器,必要时可以进行加温,降低物料的粘度再进行搅拌,某些机械搅拌器的内容器底部就具备加温功能。
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