









攪拌器中不互溶液體的攪拌
不互溶液體的攪拌的目的有的是把分散相的液滴直徑細(xì)化,以得到均勻的分散質(zhì),如制備懸濁液和乳化液;有的是使液滴細(xì)化,增大相間接觸面積,以進(jìn)行下一步的萃取或化學(xué)反應(yīng)等。對于化學(xué)反應(yīng)只有傳質(zhì)速度低于化學(xué)反應(yīng)速度時(shí)才有利用攪拌器來強(qiáng)化反應(yīng)過程的問題。
在制備懸濁液、乳化液時(shí),是通過分散達(dá)到罐內(nèi)的兩相液體均勻狀態(tài)。評價(jià)這一攪拌操作的指標(biāo)就是分散相的分散度(如分散相的比表面積或分散相的液滴直徑分布)和達(dá)到這一指標(biāo)的操作時(shí)間,在攪拌作用下進(jìn)行萃取、化學(xué)反應(yīng)時(shí),其終目的是某一物質(zhì)成分的傳遞或某些物質(zhì)間的反應(yīng)。其評價(jià)指標(biāo)是傳質(zhì)速度與反應(yīng)速度,槳式攪拌器,而這時(shí)攪拌器的攪拌作用仍是使液相分散細(xì)化,相接觸面積、增大傳質(zhì)系數(shù)和反應(yīng)速度。不過這時(shí)并不一定要求全罐內(nèi)都達(dá)到均勻的分散狀態(tài),而只要在罐內(nèi)的局部區(qū)域,例如攪拌葉輪的附近,有強(qiáng)烈的分散作用,使罐內(nèi)液體順序循環(huán)經(jīng)過這個(gè)區(qū)域發(fā)生傳質(zhì)與反應(yīng),然后再循環(huán)流到罐內(nèi)其他區(qū)域就可以了,因此可以說.使分散相細(xì)化分散,并在罐內(nèi)造成循環(huán)流動(dòng),這就是不互溶液體攪拌過程對攪抖的基本要求,和田攪拌器,其中主要的就是要求攪拌有細(xì)化分散的作用。

在攪拌器的攪拌過程中,我們常用均一化時(shí)間θm來定量地表示混合速率。均一化時(shí)間θm的定義是:將兩種完全互溶,但其物理或化學(xué)性質(zhì)(如電導(dǎo)率、顏色、溫度、折光率等)有差異的流體通過攪拌使之達(dá)到規(guī)定混合程度所需的時(shí)間。由于測量混合時(shí)間的種種條件以及所要求達(dá)到的終均勻程度是人為確定的,故θm的數(shù)值僅在相同的測試條件下有相互比較的價(jià)值。
在對比不同攪拌葉輪的混合速率時(shí)常用無量綱混合時(shí)間,即混合時(shí)間數(shù)Tm:
Tm=θmN
Tm的物理意義為:達(dá)到規(guī)定混合,攪拌器葉輪所需的轉(zhuǎn)數(shù)。Tm值越低,則表明該葉輪的混合速率越高。
在湍流混合時(shí),各種葉輪的Tm為一常數(shù);而在高黏度液體的層流攪拌時(shí),對于那些適合于高黏度液體混合的葉輪,如螺帶式或螺桿式葉輪等則Tm亦為一常數(shù);然而對于一些不適合高黏度液體混合的葉輪來說,例如用d/D=0.5左右的盤式渦輪在層流下混合高黏度液體時(shí),由于罐內(nèi)有混合死角,不能求得確切的均一化時(shí)間θm,故也不能算得Tm值。

不過一般情況下,低粘度互溶液體之間的混合并沒有那么復(fù)雜,攪拌器廠家,我們只需要注意以下幾點(diǎn)就可以了。
1.循環(huán)量要足夠大,要使得所有的液體都在快速的循環(huán)運(yùn)動(dòng),不要使攪拌器內(nèi)出現(xiàn)死區(qū)。
2.雖然同為低粘度溶液,但是不同的溶液,螺帶式攪拌器,其粘度還是有著不小的差別,如果兩者的粘度相差過大,那么對攪拌器的控制上就要著重注意對湍流和剪切強(qiáng)度的保持,因?yàn)檫@樣的話,高粘度液體的分散速度就會(huì)加大。
3.如果兩種液體的數(shù)量上相差較大,那么少量的液體應(yīng)該加在旋轉(zhuǎn)的葉輪附近,這樣會(huì)有效加快攪拌效果。

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