低黏度不互溶两相体系液-液分散时,主要控制因素是液滴大小及一定的循环流动,因此对剪切作用的要求均较高,由于涡轮式搅拌器具有较高切应力和较大循环能力,所以为合适,特别是平直叶涡轮搅拌器的剪力作用比斜叶和后弯叶的剪力作用大,就更适用。常用的平直叶开式涡轮搅拌器,叶片宽度宜窄,转速较高。在湍流区全挡板条件下,平直叶开式涡轮搅拌器的参数一般取d/D=0.33,C/d=1,b/D=0.125~0.2。当雷诺数>10的4次方时机械搅拌器上下搅拌范围可达2d。如液体黏度较大时,可用弯叶涡轮,以减少动力消耗。
对气-液分散体系,要求气体分散造成足够的相际接触面,以利于对气体的吸收。主要控制因素是剪切强度,同时也要求有较高的循环量。气体吸收过程以圆盘式涡轮搅拌器,它的剪切作用强,而且在圆盘的下面可以保存一些气体,使气体的分散更平稳,开式涡轮搅拌器就没有这个优点。通常优先采用标准六平直叶圆盘涡轮式搅拌器,并在全挡板下操作。其常用尺寸为:d/D=0.33,C/d=1,H/D=1.25~2,雷诺数>10的4次方时,机械搅拌器上下搅拌范围为2d。当H/D≥2时,常采用多层搅拌器
搅拌器内的流型取决于搅拌方式,搅拌器、釜、挡板等的几何特征,流体性质以及转速等因素。在一般情况下,搅拌轴安装在釜中心时,搅拌将产生三种基本流型:1.切向流;2.轴向流;3.径向流。上述三种基本流型,通常可能同时存在。其中,轴向流与径向流对混合起主要作用,而切向流应加以抑制,可通过加入挡板削弱切向流,以增强轴向流与径向流。
在无挡板的搅拌容器中,搅拌器偏心安装可以获得较好的搅拌效果。而在大型油釜中,若采用搅拌器侧面插入安装方式,通常可获得较好的釜内整体循环。该场合若采用侧面射流混合方式,也可得到相似的混合效果。
搅拌器内进行的是三维流动,且流动具有随机性,因而其流动状况非常复杂:对这种流动的研究方法有两种,即试验测量方法与数值模拟法。
这两种叶轮的设计原理是相同的,当叶轮旋转时,叶片的端部和根部分别把液体向相反的方向推进,促进液体形成轴向循环,由于MIG式和INTERMIC式叶轮常是多层地使用,因此从整个叶轮看,这两种叶轮类似于一个非连续的内外单螺带叶轮或非连续的螺带-螺杆式叶轮。这两种叶轮适合于低、中黏度液体,特别适合于过渡流域下操作。在过渡流域,在叶轮近旁有小的湍流区,在使用多层叶轮的场合,相邻的叶轮的湍流区能连接起来,形成全罐整体的轴向循环,故具有与内外单螺带叶轮相当的混合速率,另一方面这两种叶轮的功率准数小于内外单螺带,因此在过渡流域,其混合效率远高于内外单螺带叶轮。然而,当黏度很高,叶轮在层流域操作时,相邻叶轮使液体产生的轴向流动不能衔接起来,不能使全罐形成整体的轴向循环,在相邻的叶轮之间有混合不良区,这时这两种叶轮的混合效果就比叶片连续的螺带式叶轮差得多了。因此,MIG式和INTERMIG式叶轮不宜在Re<100的情况下操作。以上信息由专业从事煤粉搅拌器的中拓鼎承于2024/4/18 8:58:24发布
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