機械攪拌器中非依時性非牛頓流體

非依時性非牛頓流體是機械攪拌器中的常見流體，屬于非牛頓流體中的一種。

符合上面公式的流體稱之為純黏性非牛頓流體，或廣義牛頓流體，即流體在任何處的切應變速率都是切應力的函數。根據函數f(r)形式的不同，這種流體習慣上又可細分成三種類型：賓漢塑性流體、假塑性流體和脹塑性流體。

(1)賓漢塑性流體，在賓漢塑性流體的流動曲線上存在一個屈服應力，在屈服之前，它呈現固體行為。一般認為賓漢塑的現象產生于材料的一種三維剛性，不銹鋼攪拌器，這種剛性結構具有內在應力。當材料承受的應力小于屈服應力時，這種三維結構不足以被破壞，故不產生流動。但是當外部施加的應力大于屈服應力時，這種三維剛性就被破壞，呈現牛頓流動行為。

機械攪拌器中呈現賓漢塑的常見流體有污水泥漿、油脂、油漆、牙膏、淤泥、蛋黃醬、含有固體顆粒的白堊等；許多濃懸浮液也有屈服值，如將大量二氧化鈦、碳酸鈣、氧化鐵等微粉混合入水中也可得賓漢塑性流體。

(2)假塑性流體，假塑性流體沒有屈服應力，其流變行為的主要特征是黏度隨切應力的增加而下降。這類流體通常可以用密律方程描述（此時，又可稱為密律流體）。

在攪拌與混合技術中，研究得多的非牛頓流體是假塑性流體，具有這種流變行為的流體廣泛存在于機械攪拌器中，有聚合物、聚合物溶液、懸浮液、高分子溶液以及羧纖維素的水溶液等。

(3)脹塑性流體，脹塑性流體的行為類似于假塑性流體，也沒有屈服應力。但是脹塑性流體的黏度隨切應變速率的增加而增加。許多高濃度的固體懸浮液具有這種流動行為。當這種懸浮液處于靜止時，固體間的孔隙，液體的量由這些小孔隙的空間決定；在低切應變速率下，這些液體起著潤滑劑的作用，因此呈現的應力也小；隨著切應變速率的增加，液體不足以潤滑結構之間的相互作用，應力急劇增加，所以呈現的黏度隨切應變速率的增加而增加。

槳式攪拌器通常僅有二個葉片，是攪拌葉輪中簡單的一種。根據葉片的垂直或傾斜安裝可分成徑向流型和軸向流型。槳式葉輪主要用于排出流是必要的場合，由于在同樣的排量下，軸向流葉輪的功耗比徑向流低，故軸向流葉輪使用較多，由于結構簡單，即使葉徑大，價格也不高，故往往用于大葉徑、低轉速的場合。

槳式攪拌器葉片形狀的選擇

槳式攪拌器結構簡單，細長的、連續的板狀葉片焊、鉚在輪轂上或對夾在攪拌軸上，因而價格低，大約有35%～40%的攪拌器使用這種攪拌器。通常，每個葉輪有2個葉片，安裝3～4個葉片的并不多見。槳葉可垂直安裝于輪轂上，即所謂的平葉槳。也可以某一角度傾斜安裝于輪轂上，即所謂的折葉槳。

由槳式葉輪所形成的流動形式也有徑流和軸流之分。但槳葉的主要作用是具有較強的循環功能，大都用于需要葉片以排出（循環）作用為主要目的的攪拌。在排出量相同情況下，折葉槳的操作費用與動力消耗稍優于平葉槳。實際工程中，往往采用大直徑低轉速葉輪，盡管剪切作用不大，但罐內循環良好。由于可用大直徑的葉輪，故也可用于介質粘度達50Pa.s的攪拌。此時，為了使罐內上、下層介質易于交換，防腐攪拌器，往往采用有3～5段的多段葉輪，或在槳葉上安裝橫向葉片。

攪拌器中的底擋板和指形擋板

在之前的文章中，我們介紹過攪拌器中的豎擋板，今天我們僅對底檔板和指形擋板進行介紹。

一，塔城地攪拌器，底擋板

顧名思義，底擋板安裝在攪拌釜的底部，如圖8-3所示。它對促進固體懸浮很有效，可避免在攪拌器的底部形成固體顆粒堆積，因而一般用于攪拌固體粒子形成的懸浮液。

對于湍流操作，推薦如圖8-3 (a)所示的底部小擋板，擋板的參數為：d=0.5D; b=0.lD; h1=0.05D; w=0.1D; C=0.25D; e=0.5d。對于液液分散，當分散相的密度小

于連續相時（如把油分散于水），若使用的攪拌器直徑太小，則在釜壁易產生浮油；若使用的攪拌器直徑太大，則在釜的中部易產生浮油。建議采用如圖8-3 (b)所示的輕液擋板，可獲得好的分散效果。擋板的參數為：d=0.4D; b=0.05～0.1D；Bw=0.07～0.1D; Sb=0.5d; eb=0.5d。

二，指形擋板及其他型式的擋板

指形擋板（如圖8-4所示）類似手指形狀，多用于安裝在三葉后掠式攪拌器的搪玻璃攪拌釜中。指形擋板比板式擋板節省攪拌功率，亦能起到增加液體上下循環流的作用，有時指形擋板內可通入冷卻水，可對攪拌器進行換熱作用。一般情況下，指形擋板的設計參數為：管外徑d=D/20；指形擋板寬度Wf=0.1D;厚度X=0.04D;間距Sf=0.2D;長度Lf=0.17D;指形擋板與容器內壁間距Sb=0.1D;指形擋板與容器底距離C=0.44D;管下端突出的指形擋板長度L=0.06D。