搅拌器悬浮临界转速的确定
所谓悬浮临界转速,陇南搅拌器,是指搅拌釜内悬浮操作达到某一的悬浮状态时,搅拌器转速的小值。只有确定了搅拌器临界转速,才能计算出过程所需要的小功率。 (1)完全离底悬浮的临界转速,搅拌器的完全离底悬浮临界转速常用直接观察法和电导法测定。
直接观察法是用肉眼观察搅拌釜底颗粒运动状态,当颗粒全部处于运动时,且颗粒在釜底停留(静止)时间不超过1~2s,中和釜搅拌器,即认为达到了完全离底悬浮。此法用于实验室研究能够得到满意的结果。
电导法是在釜底安装多个电导元件,根据电信号的变化,确定完全离底悬浮临界转速。此法可用于不透明釜体的测量上。
在固-液悬浮操作中,对完全离底悬浮的研究较多,也发表了不少有关搅拌器临界转速的关联式。
Zwietering通过大量的研究发现,关联式要依据搅拌釜结构尺寸、固相浓度、液体黏度、固体颗粒粒径、固-液两相密度差等影响悬浮操作的主要因素。
(2)均匀悬浮临界转速,均匀悬浮临界转速的确定,常用的方法是通过测釜内各点的固相浓度,根据釜内固相浓度分布的均匀度来判断。
一般情况下,釜内很难达到均匀悬浮,典型的固体颗粒沿釜深浓度分布如上图所呈,在低转速下,浓度分布不均匀,釜上部浓度低于平均浓度,釜下部浓度高予平均浓度。随着搅拌器转速的增加,浓度分布趋于均匀。当转速增加到一定程度,浓度均匀性不再增加,沿液面深度始终存在有一定的浓度差,而且从釜中可明显地看出沿液深总有一高浓度区。
与牛顿流体不同,黏弹性流体在描述剪切流动行为时,需要三个物质函数才能描述,即黏度物质函数、法向应力系数、第二法向应力系数。
目前描述黏弹性流变行为的力学模型主要有三种:经验模型、线性黏弹性模型和分子模型。
(1)经验模型,主要来自对流变实验结果的直接关联。常用的方法是通过搅拌器运行实验测量得到:1.切应力和切应变速率的对应数据,调节池搅拌器,2.法向应力差和切应变速率的对应数据确定物质函数。剪切黏度模型仍然可以出现纯黏性流体模型中述及的各种形式;法向应力系数则通常表示成各种形式的y2函数或与Weissenberg数进行关联。
(2)线性黏弹性模型,假设流体的黏弹性可以通过理想的黏性和弹性“元件”各种线性叠加进行描述。
(3)分子模型,沥水池搅拌器,这种方法主要出现在对聚合物溶液体系流变行为的描述,如珠簧链模型和哑铃模型。
三叶推进式搅拌器的优缺点:
典型轴流桨,适合低黏度流体的混合、传热、循环、粒子悬浮、溶解等
优点:低剪切、强循环、低能耗
缺点:高速运行、细长轴时需带中间轴承或底轴承,整体浇铸叶轮,不宜在大型装置中使用
应用实例:一个直径为2900mm,容积为33平方米的氢化液贮槽,内含1%雷尼镍催化剂,搅拌的目的是防止催化剂沉淀以便氢化液的输送。实践证明,一个直径为600mm的三叶推进式搅拌器在250r/min下运转,在全挡板条件下完全可以满足工艺要求,而所需的电动机功率仅为3kW,但搅拌轴需要中间轴承,易磨损。
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