关于搅拌器的搅拌方式方面的技术支持
搅拌器内的流型取决于搅拌方式,搅拌器、釜、挡板等的几何特征,流体性质以及转速等因素。在一般情况下,搅拌轴安装在釜中心时,将产生三种基本流型:
1 切向流2 轴向流(图中b, c)3 径向流(图中a, d, e, f)。上述三种基本流型,可能同时存在。
其中,轴向流与径向流对混合起主要作用,而切向流应加以抑制,可通过加入挡板削弱切向流,以增强轴向流与径向流。不同的桨型和桨径对流型有重要的影响,如下图所示。图中b,c为轴向流,但是采用大直径的PBT桨叶或者流体粘度增大会使流型转变成径向流。另外,采用多层PBT桨也会使各桨叶产生单独的径向流。
1.优化搅拌器结构几何尺寸
如前所述,不同的流体,搅拌器厂家,或同体在不同的雷诺数范围内,各种搅拌器的混合性能各不相同。进一步的研究还发现,搅拌器的几何尺寸对混合效率有很大影响,并且这种影响是随流体的性质而异的。如对螺带式搅拌器的研究表明
:①叶宽对混合效率影响较大。当叶宽增加一倍,甘油和2%CMC水溶液的混合速率增加将近一倍,而1% PPA水溶液仅增加20%;②螺距的改变对混合速率影响不大;③叶端和釜壁的间隙增加一倍,甘油的混合时间仅增加10%,南京搅拌器, 2%CMC水溶液则增加50%~100%,但是1%PPA水溶液的混合时间几乎不变;④当螺带的叶片由圆管制作时,混合时间要增加30%~70%。
导流筒是种非常重要的搅拌器附件,导流筒主要用于推进式、螺杆式搅拌器的导流,涡轮式搅拌器有时也用导流筒。导流筒是一个圆筒形,紧包围着叶轮。可以便叶轮排出的液体在导流筒内部与外部(导流筒与罐的环隙内)形成上下的循环流动。应用导流筒可使流型得以严格控制,还可得到高速涡流和高倍循环。导流筒可以为液体限定一个流动路线,防止短路;也可迫使流体高速流过加热面,利于传热。
对于混合和分散过程,导流筒也都能起到强化作用。根据推进式、螺杆式搅拌器的旋向和转向,可使液体有不同的循环方向。较多的流向是导流筒内液体向下,外面环隙内液体向上。在涡轮式搅拌器所用的导流筒内侧,设有与桨叶同等数目或更多的折叶片,折叶角度随操作目的而异,例如气-液相操作中,折叶使气-液相在导流筒内向下流动;在固-液相操作中,折叶使固-液相在导流筒内向动。
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