拌裝置中的攪拌體系分析

今天我們來分享一下攪拌器放大過程中的攪拌體系分析。通常來說，攪拌器的攪拌體系中某一點的狀態(tài)可以通過一系列狀態(tài)變量來表示。如溫度、壓力、流速、濃度等。作為一種基本方法，襯塑攪拌器，一個復(fù)雜的體系常?？梢苑纸獬蓭讉€簡單的子體系進行實驗和分析，從而使所獲得的基本數(shù)據(jù)更有表征的價值，如在小試和模試中通常將反應(yīng)和傳遞因素進行單獨研究。但是被分離的變量之間常常存在互動和耦合效應(yīng)，所以中試時經(jīng)常將它們重新合并研究。如果兩個子體系之間的連接是單方向的（比如i到j(luò)，j體系的輸入=i體系的輸出），則兩個體系通常是獨立的。對于兩個變量是明顯互相耦合在一起的，要避免將它們分離研究，污水攪拌器，或必須研究它們之間的耦合效應(yīng)。舉例來說，可以將一個復(fù)雜的化工過程分成進料段、反應(yīng)段和后處理段進行分離研究，其中攪拌器的反應(yīng)器往往是復(fù)雜的單元器，但難以再繼續(xù)細分。

當體系確定，輸入變量、輸出變量、作用參數(shù)等隨之可以確定。比如，輸入變量可以包括進料中的化學(xué)組成和純度等。輸出變量可以包括流出物的化學(xué)組成，流出速率等。作用參數(shù)包括進料速率、催化劑類型、反應(yīng)器進口溫度、反應(yīng)器進口壓力、再循環(huán)流率等。當完成對子體系的定義后，需要對單個子體系進行研究，即小試研究。當小試完成后，需要考慮放大到模試。在模試階段，除了考慮與小試過程同樣關(guān)心的變量——轉(zhuǎn)化率外，還要考慮副反應(yīng)問題、熱力學(xué)平衡、物理性質(zhì)、化學(xué)平衡、熱傳遞、相間和相內(nèi)的質(zhì)量傳遞、流體或固體的流動等。

罐中液體的循環(huán)流動是達到物料混合所的流動狀態(tài)，而湍流擴散、剪切流又是某些攪拌過程快速進行達到攪拌目的所需要的。雖然某種合適的流動狀態(tài)也要靠攪拌罐及其他附件來共同造成，但是葉輪的形狀與運轉(zhuǎn)情況仍可以說是決定罐內(nèi)流動狀態(tài)的基本的因素。

各種攪拌葉輪形狀按攪拌器的運動方向與葉輪表面的角度可分為三類，即平葉、折葉和螺旋面葉。槳式、渦輪式、錨式、框式等的葉輪都是平葉或折葉，而推進式、螺桿式、螺帶式的葉輪則為螺旋面葉?！　∑饺~的槳面與運動方向垂直，即運動方向與槳面法線方向一致。折葉的槳面與運動方向成一個傾斜角度；一般這個傾斜角度為45或60度等。螺旋面葉是連續(xù)的螺旋面成其中一部分，葉片曲面與運動方向的角度逐漸變化，如推進式葉片的根部曲面與運動方向一般可為40-70度，重慶攪拌器，而其葉端的曲面與運動方向的角度較小，一般為17度左右?！　∮捎谄饺~的運動方向與槳面垂直，所以當葉輪低速運轉(zhuǎn)時，液體的主要流動為水平環(huán)向的流動。

當葉輪轉(zhuǎn)速增大時，液體的徑向流動就漸漸增大。葉輪轉(zhuǎn)速愈高，由平葉排出的徑向流愈強。但只靠葉輪本身，它造成的軸向流動還是很弱的。折葉由于槳面與運動方向成一定傾斜角，所以在葉輪運動時，除有水平環(huán)流外，還有軸向分流。在葉輪轉(zhuǎn)速增大時，還有漸漸增大的徑向流。螺旋面可以看成是許多折葉的組合，這些折葉的角度逐漸變化，所以螺旋面的流向也有水平環(huán)向流、徑向流和軸向流，其中軸向流量大。

高黏度流體攪拌對機械攪拌器的要求

黏度是流體的一種屬性。它反映了流體運動時剪切應(yīng)力與剪切速度梯度的比值關(guān)系。所以黏度大小對流動狀態(tài)有很大的影響，也必然對機械攪拌器的攪拌過程有很大的影響。流體在管路中流動時，有層流、過渡流、湍流三種狀態(tài)，攪拌罐中也有這樣三種流動狀態(tài)，不銹鋼攪拌器，與管路中一樣決定這些狀態(tài)的是雷諾數(shù)Re，黏度是決定Re大小的主要參數(shù)之一。

在攪拌過程中，所謂黏度高低的說法并沒有嚴格的界限，一般所謂高低只是一個習(xí)慣的說法。大致以2500m Pa.s或10四次方mPa.s以上為高黏度．在此以下都可稱為低黏度。也有的只將100mPa.s以下稱為低黏度，中間又分出一個中等黏度的范疇。因為低黏度與中等黏度的液體在攪拌時流動狀態(tài)的區(qū)別不大，所以將其統(tǒng)稱為低黏度，以與高黏度液體相區(qū)別。關(guān)于目前常用的液體攪拌器所適用的黏度范圍，說法也不同。有的認為適用在2×10的五次方mPa.s以下，也有的認為可用到1x10的六次方mPa.s。這些說法都未提及其他指標，所以也只能理解為一個大致的范圍。

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