渦輪式攪拌器
導(dǎo)語:渦輪式攪拌器(又稱透平式葉輪)隨葉片形狀和安裝角度不同其名稱和用途也不同。從形式上看有兩大類,一類是有一個圓盤安裝在輪轂上,葉片再安裝在圓盤上,稱圓盤渦輪式攪拌器.另一種是葉片直接安裝在輪轂上,稱開啟渦輪式攪拌器。應(yīng)用極廣,能處理黏度范圍很廣的流體。
渦輪式攪拌器概述
渦輪式攪拌器從結(jié)構(gòu)上可分為開式(開啟式)和盤式(圓盤式)兩類。開式有平直葉、斜葉、彎葉等,盤式有圓盤平直葉、圓盤斜葉、圓盤彎葉等。開式渦輪常用的葉片數(shù)有2葉和4葉,盤式渦輪以6葉常見。為改善流動狀況,盤式渦輪有時把葉片制成凹形和箭形,稱為弧葉盤式渦輪和箭葉盤式渦輪。渦輪式攪拌器有較大的剪切力,可使流體微團(tuán)分散得很細(xì),適用于低黏度到中等黏度流體的混合、氣液分散、固液懸浮,以及促進(jìn)良好的傳熱、傳質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)。平直葉剪切作用較大,屬剪切型攪拌器。彎葉是指葉片朝著流動方向彎曲,可降低功率消耗,適用于含有易碎固體顆粒的流體攪拌。
黏彈性流體兼有黏性液體與彈性固體的特性,能在變形后呈現(xiàn)彈性恢復(fù),具有與非依時性和依時性這兩類非牛頓流體的黏性效應(yīng)。聚合物熔體和溶液是典型的黏彈性流體,在定態(tài)剪切下表現(xiàn)出前述純黏性非牛頓流體的特性,高速運(yùn)轉(zhuǎn)攪拌器,而當(dāng)剪切發(fā)生變化(包括擴(kuò)大、收縮流和非定態(tài)流動)時則表現(xiàn)出彈性。黏彈性流體具有以下特異流動行為。
(1)爬桿效應(yīng)(Weissenberg效應(yīng)),用攪拌器攪拌黏彈性流體時,轉(zhuǎn)軸處的液面沿軸上升,離軸較遠(yuǎn)處的液面下降。這一行為與牛頓流體正好相反。為此在設(shè)計流體黏彈性較強(qiáng)的攪拌器時,應(yīng)選擇合適的攪拌器。否則,脫硫攪拌器,會因爬桿效應(yīng)使流體全部包裹在攪拌器上,與攪拌軸同步旋轉(zhuǎn),從而使混合和傳熱等過程均不能正常進(jìn)行。
(2)膨脹效應(yīng)(Barus效應(yīng)),黏彈性流體從圓管或小孔中流出時有射流膨脹現(xiàn)象,此時流出液的大直徑dmax可達(dá)圓管內(nèi)徑d的2~3倍。黏彈性流體的膨脹程度與所流經(jīng)的圓管長度有關(guān),圓管越長,膨脹程度越小;而當(dāng)圓管充分長時,錫林郭勒盟攪拌器,膨脹比B (B=dmax/d)會達(dá)到一定值。膨脹比在聚合物加工中是一重要現(xiàn)象,通過測量膨脹比可獲得法向應(yīng)力差的信息。
(3)記憶現(xiàn)象(又稱彈性滯后),施加壓力梯度使黏彈性流體在管內(nèi)流動;當(dāng)突然移去壓力梯度,黏彈性流體將反向移動一段距離后才停止。
(4)反向次流,在液體中插入一旋轉(zhuǎn)圓盤,形成的主流是切向流,同時在轉(zhuǎn)盤下方形成軸向次流。在牛頓流體中,次流的方向是軸中心處流體向上而四周流體向下;黏彈性流體則相反,軸心處流體向下而容器四周的流體向上運(yùn)動。反向次流對攪拌器的攪拌、傳質(zhì)等操作是一個重要的影響因素。
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