攪拌器放大中的流體切應(yīng)變速率

切應(yīng)變速率是速度隨位置的變化率，由速度分布圖很容易轉(zhuǎn)化成切應(yīng)變速率分布圖。對于切應(yīng)變速率，重要的是其大值和平均值。

大量的研究表明，攪拌器中的大切應(yīng)變速率與轉(zhuǎn)速和攪拌器直徑均成正比，而平均切應(yīng)變速率僅與轉(zhuǎn)速成正比，但幾乎不受攪拌器直徑變化的影響。因此，轉(zhuǎn)速增大，平均切應(yīng)變速率和大切應(yīng)變速率均增大；當(dāng)轉(zhuǎn)速一定，攪拌器直徑增大時(shí)，植物油攪拌器，大切應(yīng)變速率將增大，而平均切應(yīng)變速率保持不變?！　∫蚨鴰缀蜗嗨品糯蠛螅ū３謫挝惑w積功率不變，轉(zhuǎn)速下降，直徑增加），攪拌器大切應(yīng)變速率增加，而平均切應(yīng)變速率下降，見下圖。這也是放大后，造成大釜行為顯著變化的主要原因。

對于氣液過程，表觀氣體速率和單位體積攪拌功率是關(guān)聯(lián)氣液質(zhì)量傳遞系數(shù)的有效參數(shù)，這些關(guān)系式相對來說獨(dú)立于攪拌器規(guī)模。

當(dāng)一種外加流體與正在容器內(nèi)流動的流體混合時(shí)，折葉式攪拌器，混合時(shí)間與容器內(nèi)的循環(huán)時(shí)間直接相關(guān)，對于這種混合過程，如果維持單位體積流體的攪拌器排液量恒定，單位體積攪拌功率將隨釜徑的平方關(guān)系增加，這樣隨著攪拌器的放大，功率增加的幅度是不現(xiàn)實(shí)的，所以隨著攪拌器的放大，循環(huán)時(shí)間常常必須增加。

對于固體懸浮過程，描述方法可以有離底懸浮和完全均勻，單位體積功相等可以近似作為放大過程的標(biāo)準(zhǔn)。

高固體含量的淤漿體系通常呈現(xiàn)很強(qiáng)的假塑性，隨著過程的放大，單位體積功有所下降。

錨式攪拌器

錨式攪拌器結(jié)構(gòu)簡單，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，只適用于對混合要求不太高的場合。由于錨式攪拌器在容器壁附近流速比其他攪拌器大，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，然而隨流體黏度的，罐內(nèi)的流動減少，由傳動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，香港特別行政攪拌器，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)行擠出流動的葉輪。

高黏度液體混合操作通常都處于層流狀態(tài)，其對應(yīng)的黏度范圍為1～1000Pa.s。高黏度液體在層流下操作，沒有明顯湍動，流體離開攪拌器后，其能量很快耗散，因此不能通過流體的翻騰來造成容積循環(huán)，往往采用直接大面積推動流體使之達(dá)到混合，雙相鋼攪拌器，常用的攪拌器有錨式、框式、螺帶式、螺桿式等。錨式攪拌器結(jié)構(gòu)簡單應(yīng)用，應(yīng)用廣泛，由于缺乏軸向循環(huán)流動，混合效率較低。當(dāng)攪拌雷諾數(shù)大于50時(shí)，產(chǎn)生的兩次循環(huán)流可改善混合特性。由于錨式攪拌器的形狀與攪拌釜匹配，因此它的葉片掃過釜壁時(shí)，可促進(jìn)物料與釜壁的熱交換，并可減薄粘壁物，改善混合性能。

雙相鋼攪拌器-中拓鼎承-香港特別行政攪拌器由山東中拓鼎承化工機(jī)械有限公司提供。行路致遠(yuǎn)，砥礪前行。山東中拓鼎承化工機(jī)械有限公司致力成為與您共贏、共生、共同前行的戰(zhàn)略伙伴，更矢志成為化工設(shè)備具有競爭力的企業(yè)，與您一起飛躍，共同成功!