液-液体系对不锈钢搅拌器的要求类似于气-液体系,二者都需要高的界面积。所不同的是气泡与液滴所承受的浮力的差别。因为液-液体系的浮力不像气-液体系那样明显,液-液体系通常比气-液体系容易模拟。同样,流动区、液滴-凝并、界面积、液滴直径、质量传递系数等,都是重要的设计参数。
液-液体系的功率输入并不像气-液体系那样显得重要。由于两相密度差通常相差不大,不会有一相大量地集中在不锈钢搅拌器周围。
液滴的和液滴尺寸由不锈钢搅拌器的结构和输入功率决定。液滴的通常出现在不锈钢搅拌器桨叶或桨叶的尾涡中。通常不会出现在釜体静止区,而液滴的凝并会出现在釜的本体区。如果在桨叶前后形成非常高的压降,会出现现象,从而有非常小的液滴形成。
液滴的尺寸可以由不锈钢搅拌器的几何结构、功率输入、已进搅拌区和静止区的体积比控制。类似于气-液分散,随着不锈钢搅拌器叶片数的增加,搅拌区的比例提高,叶片的几何形状和叶片的角度影响搅拌的强度和性质,从而影响液滴尺寸。
挡板是一种重要的搅拌器附件,挡板一般是指长条形的竖向固定在罐壁上的板,主要是在湍流状态时为了消除罐中央的“圆柱状回转区”(也称打漩区,漩涡)而增设的,“圆柱状回转区”混合效果很差,混合时间较长,不利于搅拌过程,所以一般情况下都要设法缩小这个区域。显然挡板的安装目的就是为了消除“圆柱状回转区”,将切向流转变为径向或轴向流,同时还可以增大湍动程度,改善搅拌效果,降低搅拌载荷的波动,使功率保持稳定,提高叶轮的剪切性能,如有的悬浮聚合的搅拌器,在设有挡板时可使颗粒细而均匀。
需要注意的是,挡板适用于径流型叶轮在湍流区的操作,而层流状态时不能用挡板来改变流型
想要消除漩涡除了安装挡板以外,还可以采用以下手段:
个就是叶轮的外直径更大,桨叶宽度更大的,这类桨叶可以加大与液体的接触面积,外直径更大,就保证了液体在横向上的充分搅拌。
第二个就是增加机械搅拌器桨叶的层数,如果容器较深,这样就可以在纵向上保证液体的充分混合。
不过,一般来说这两个措施可以同时采用,必要时还可以使用螺带式搅拌器。
在这里需要额外强调的一点是,对于高粘度液体的混合搅拌,需要注意其自身的粘温效应,温度越高粘度就越小,如果温度和粘度的变化会影响到我们所想要的搅拌结果,那么,机械搅拌器对于温度和转速的控制就十分重要了,必要时可以进行加温,降低物料的粘度再进行搅拌,某些机械搅拌器的内容器底部就具备加温功能。
从搅拌器理来看,在层流区混合高黏度液体时,液体单元经受剪切细分作用被拉长、拉细或分割,随着剪切时间的增加,逐渐达到混合。同时,由于搅拌器内剪切场不是均匀的,例如锚式搅拌器在锚与釜壁间的间隙区是强剪切区,液体的混合速率较快,而釜中部区域则是低剪切区,混合速率较慢,因此,高剪切区与低剪切区间的液体交换速率或液体在釜内的循环能力也是影响混合的重要因素。此外,搅拌器内流体的速度波动也能促进混合。换言之,高黏度液体的混合速率主要取决于搅拌器与釜壁表面间的相对运动速率及相互之间的距离,为此也要求用于高黏流体的搅拌器,搅拌器直径与器内径的比值都相当大。实际生产过程中,常用的黏性流体搅拌器有锚式搅拌器、螺带式搅拌器、框式搅拌器等。
以上信息由专业从事漂洗槽搅拌器的中拓鼎承于2025/6/8 10:21:16发布
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