適用于固液懸浮的攪拌器結構參數尺寸
固液懸浮是借助攪拌器的作用,使固體顆粒懸浮在液體中,形成固液混合物或懸浮液。均勻懸浮的主要控制因素是循環速率及湍流強度,其中容積循環速率又往往是的因素。固液懸浮操作以渦輪式攪拌器使用范圍,其中以開啟式渦輪,它沒有中間圓盤,不致阻礙槳葉上下的液相混合。彎葉、斜葉開式渦輪的優點更突出,它的排出性能好,槳葉不易磨損,用于固液懸浮操作更合適。通常采用寬葉的開啟式四斜葉渦輪式攪拌器,容器底為錐形時,其尺寸為:df/D=0.4~0.5,C/d=0.5,H/D=1;碟形時d/D=0.4。如固液密度差較小時,也可采用標準的開啟式四斜葉渦輪式攪拌器;若含固量很高,且固液密度差較小時,可采用平槳;若混合液黏度低于0.4Pa.s,特別是0.1Pa.s以下,固液密度差小,含固量低,催化劑攪拌器誠實守信,可用推進式,并在湍流區全擋板條件下操作,其參數可取d/D=0.33, C/d=1,H/D=1。對懸浮體系,當密度差小,且只要求懸浮物離開罐底而不必均勻懸浮時,攪拌轉.速也不必太大,可用底擋板;當密度差大,并要求均勻懸浮時,攪拌轉速較高,應采用底擋板和壁擋板;如懸浮物易黏附在擋板上,可采用導流筒。對帶纖維的固體懸浮可選用后彎式渦輪攪拌器。固液懸浮采用長薄葉螺旋槳等也是不錯的選擇。
對于固體懸浮,其攪拌難度取決于懸浮粒子的沉降速度。懸浮程度與顆粒的沉降速度成反比,即攪拌轉速愈高,直徑愈大,顆粒的沉降速度愈小,獲得的攪拌程度愈高。
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力與剪切速度梯度的比值關系。所以黏度大小對流動狀態有很大的影響,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,攪拌罐中也有這樣三種流動狀態,與管路中一樣決定這些狀態的是雷諾數Re,黏度是決定Re大小的主要參數之一。
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的區別不大,所以將其統稱為低黏度,以與高黏度液體相區別。關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。
化工攪拌器中低粘度互溶液體攪拌
黏度是流體的一種屬性。流體在管路中流動時,有層流、過渡流、湍流三種狀態,化工攪拌器中同樣也存在這三種流動狀態,而決定這些狀態的主要參數之一就是流體的黏度。在攪拌過程中,一般認為黏度大于50Pa.s的為高黏度流體,在此以下則統稱為低黏度,有時將黏度在5~50Pa.s范圍內的液體稱為中黏度流體。
低黏度互溶液體的攪拌是兩種及兩種以上互溶液體在攪拌作用下,任意一點的濃度、密度、溫度以及其他物理狀態達到均勻的過程,通常又稱為混勻過程,它是攪拌器工作中基本的一種攪拌工況。有時為了強調其屬于均相攪拌的特點,也稱其為調和或調勻。
低黏度互溶液體攪拌過程的主要特征是不存在傳遞過程的相界面。對于一個純物理混合過程,低黏度互溶液體的混合屬于容易完成的過程。但如果混合過程伴有化學反應時,則往往會使過程復雜化,主要表現在兩個方面:一是對混合時間有比較嚴格的要求,以避免發生一些不希望的副反應;二是大多有反應熱的導出或熱量的導入,從而增加了混合過程的控制難度。
低黏度互溶液體的攪拌操作一般都是在湍流狀態下進行的。因而這一過程就具有較強的主體擴散、湍流擴散和分子擴散,在宏觀混合的過程同時伴有很強的微觀混合過程。為達到攪拌液體的混合均勻狀態,低黏度互溶液體的攪拌首先要求提供足夠的循環量,避免在器內出現死區,使所有攪拌液體都能產生快速對流循環運動。其次,還要求化工攪拌器造成的液體湍流強度或剪切速度要大,尤其是當兩種液體黏度相差比較大時,剪切的存在將有利于高黏度液體在器中的分散,有利于湍流擴散的強化。此外,當需要混勻的兩種液體數量相差較大時,少量液體的加料位置是很重要的,理想的位置是葉輪區,或是在葉輪吸入口附近,以保證進料能很快通過葉輪,促使攪拌液體很快達到濃度均化。
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