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影響攪拌器輸入能量和流動(dòng)場(chǎng)的主要因素

攪拌的過程其實(shí)就是通過攪拌器葉片的旋轉(zhuǎn)向內(nèi)容器內(nèi)的流體輸入機(jī)械能，使流體獲得合適的流動(dòng)場(chǎng)，在流動(dòng)場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行動(dòng)量、熱量、質(zhì)量的傳遞或者同時(shí)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的過程。因此，流動(dòng)場(chǎng)和輸入能量總是設(shè)計(jì)與選用攪拌器時(shí)關(guān)心的問題，具體表現(xiàn)為：不同操作目的的攪拌過程就需要不同的流動(dòng)場(chǎng)，在攪拌過程中需要提供給流體以多大的能量；而各種攪拌器在不同的操作條件下能產(chǎn)生什么樣的流動(dòng)場(chǎng)，供給多大的能量等一系列問題。攪拌器的選型和設(shè)計(jì)其實(shí)就是針對(duì)這種需要和可能的匹配。

下面我們來看看影響流動(dòng)場(chǎng)和輸入能量的主要因素.

影響流動(dòng)場(chǎng)和輸入能量的主要因素有以下三種。

1.攪拌器的結(jié)構(gòu)型式，主要與釜型、攪拌器和內(nèi)構(gòu)件的形狀及數(shù)量等有關(guān)。其中攪拌器和內(nèi)構(gòu)件的搭配方式產(chǎn)生的影響非常大。例如，對(duì)于低黏度流體，用一個(gè)八平葉槳式攪拌器進(jìn)行攪拌。在相同轉(zhuǎn)速下，有擋板時(shí)的輸入功率和排量分別是無(wú)擋板時(shí)的10倍和4倍。

此外，無(wú)檔板時(shí)流體的流動(dòng)以水平環(huán)向流為主，攪拌器，而有擋板時(shí)則以軸向循環(huán)流為主。

2.攪拌器的轉(zhuǎn)速攪拌器的工作原理與泵的葉輪相同，所產(chǎn)生的壓頭與轉(zhuǎn)速N的平方成正比，提高攪拌器的轉(zhuǎn)速．即可提供較大的壓頭。

3.被攪物料的特性，主要包括密度、流變行為、表面張力、相分率以及分散相尺寸等。攪拌過程的特性特別強(qiáng)烈地取決于物料的流變特性，如黏度等。

錨式攪拌器

錨式攪拌器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，如圖5-7所示。它適用于黏度在1Pa.s以下的流體攪拌，當(dāng)流體黏度在1～10Pa.s時(shí)，可在錨式攪拌器中間加一橫槳葉，即為框式攪拌器，以增加容器中部的混合。錨式攪拌器的一般參數(shù)為：槳葉直徑d與容器內(nèi)直徑D之比為0. 9～0. 98，葉端速度為1～5m/s。錨式或框式攪拌器的混合效果并不理想，只適用于對(duì)混合要求不太高的場(chǎng)合。由于錨式攪拌器在容器壁附近流速比其他攪拌器大，水處理攪拌器，能得到較大的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，故常用于傳熱、晶析操作。也常用于攪拌高濃度淤漿和沉降性淤漿。當(dāng)攪拌黏度大于10Pa.s的流體時(shí)，應(yīng)采用螺帶式或螺桿式攪拌器。

錨式、框式葉輪機(jī)械攪拌器屬于同一類，這些葉輪的槳徑對(duì)罐徑之比d/D較大，機(jī)械攪拌器通常在低速下運(yùn)行，在攪拌低黏度液體時(shí)不產(chǎn)生大的剪切力，因此它不適用于液-液和氣-液分散，另一方面，這些葉輪在罐內(nèi)移動(dòng)的流量大，水平回轉(zhuǎn)流占支配地位，不具有良好的混合均一性，然而在罐壁附近的流速比其他葉輪大。能得到大的傳熱膜系數(shù)，故常用于傳熱，晶析操作。另外，由于其葉徑較大，且與罐底貼近，也常用它來攪拌高濃度淤漿和沉降性淤漿。還有它也常用于高黏度流體的攪拌，化工攪拌器，然而隨流體黏度的，搪瓷攪拌器，罐內(nèi)的流動(dòng)減少，由傳動(dòng)裝置傳入的能量作為葉輪和流體的摩擦（剪切）消耗掉的比例增大。從攪拌效果看，在葉片近旁有液體的交換，而在軸附近則存在幾乎不起攪拌作用的部分，使用如圖2-12的變形框式葉輪，可使情況改善，然而仍不能全部解決問題。要使高黏度流體完全流動(dòng)非要用螺帶式葉輪機(jī)械攪拌器那樣具有強(qiáng)制液體進(jìn)行擠出流動(dòng)的葉輪。

六直葉圓盤渦輪攪拌器的優(yōu)缺點(diǎn)

六直葉圓盤渦輪攪拌器

典型徑流槳，適合中低黏度流體的混合、萃取、乳化、固體懸浮、溶解、氣

泡分散、吸收等。

優(yōu)點(diǎn)：剪切強(qiáng)、適用范圍廣，圓盤的存在利于小規(guī)格攪拌器的加工。

缺點(diǎn)：能耗高、通氣時(shí)攪拌功率下降幅度大。

應(yīng)用實(shí)例：被大量應(yīng)用于氣液攪拌器中，如發(fā)酵罐、碳化塔、加氫釜等。

四折葉開啟渦輪攪拌器的優(yōu)缺點(diǎn)

四折葉開啟渦輪攪拌器：

軸流槳，適合中低黏度流體的混合、傳熱、循環(huán)、溶解、反應(yīng)等；

優(yōu)點(diǎn)：適用范圍廣、制造方便、易大型化；

缺點(diǎn)：功率消耗高于曲面軸流槳，低料位時(shí)攪拌效果不佳；

應(yīng)用實(shí)例：在一個(gè)16m3的釜內(nèi)，需要將碳酸鈉粉料溶于苯唑醇溶液中，采用雙層四折葉開啟渦輪攪拌器，在110r/min轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，可加速碳酸鈉的懸浮與溶解（反應(yīng)）．并有效阻止了碳酸鈉的結(jié)塊。

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