涡轮式搅拌器
导语:涡轮式搅拌器(又称透平式叶轮)随叶片形状和安装角度不同其名称和用途也不同。从形式上看有两大类,一类是有一个圆盘安装在轮毂上,叶片再安装在圆盘上,称圆盘涡轮式搅拌器.另一种是叶片直接安装在轮毂上,称开启涡轮式搅拌器。应用极广,能处理黏度范围很广的流体。
涡轮式搅拌器概述
涡轮式搅拌器从结构上可分为开式(开启式)和盘式(圆盘式)两类。开式有平直叶、斜叶、弯叶等,盘式有圆盘平直叶、圆盘斜叶、圆盘弯叶等。开式涡轮常用的叶片数有2叶和4叶,盘式涡轮以6叶常见。为改善流动状况,盘式涡轮有时把叶片制成凹形和箭形,称为弧叶盘式涡轮和箭叶盘式涡轮。涡轮式搅拌器有较大的剪切力,可使流体微团分散得很细,适用于低黏度到中等黏度流体的混合、气液分散、固液悬浮,以及促进良好的传热、传质和化学反应。平直叶剪切作用较大,属剪切型搅拌器。弯叶是指叶片朝着流动方向弯曲,可降低功率消耗,适用于含有易碎固体颗粒的流体搅拌。
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,高速运转搅拌器,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,脱硫搅拌器,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,锡林郭勒盟搅拌器,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。
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