搅拌器的流型与搅拌效果、搅拌功率的联系十分接近,搅拌器的改进和新式搅拌器的开发往往从流型着手。搅拌釜内的流型首要取决于搅拌方法、搅拌器、容器形状、挡板等几何特征,以及流体性质、转速等要素。关于工业上运用多的立式圆简搅拌机顶插式中心设备,搅拌将产生三种根本流型。
(1)径向流 流体的活动方向垂直于搅拌轴,沿径向活动,轴流式搅拌器,碰到容器壁面分成两股流体别离向上、向下活动,斜叶桨式搅拌器,再回到叶端,不穿过叶片构成上、下两个循环活动。搅拌器的圆盘是产生径向流的首要原因。
(2)轴向流 流体的活动方向平行于搅拌轴,流体由桨叶推进,使流体向下活动,碰到器底再翻上,齿轮搅拌器 ,构成上下循环流。轴向流的产生是由于流体对旋转叶片产生的升力的反效果力引起的。
(3)切向流 无挡板的容器内,流体绕轴作旋转运动,流速高时,液体表面会构成漩涡,此刻流体从桨叶周围周向卷吸至桨叶区的流量很小,混合效果很差。
在搅拌容器内,流体可沿各个方向流向搅拌器,流体的行程长短不一,在需要控制回流的速度和方向,用于确定某种流况时可使用导流筒。导流筒是上下开口的圆筒,安装在容器内,搅拌器,在搅拌混合中起导流作用,既可提高容器内流体的搅拌程度,加强搅拌器对流体的直接剪切作用,又造成一定的循环流,使容器内流体均可通过导流筒内强烈混合区,提高混合效率。安装导流筒后,限定了循环路径,减少了流体短路的机会。导流筒主要用于推进式、螺杆式以及涡轮式搅拌器的导流。
搅拌功率的基本计算方法
理论上虽然可将搅拌功率分为搅拌器功率和搅拌作业功率两个方面考虑,但在实践中一般只考虑或主要考虑搅拌器功率,因搅拌作业功率很难予以准确测定,一般通过设定搅拌器的转速来满足达到所需的搅拌作业功率。从搅拌器功率的概念出发,影响搅拌功率的主要因素如下。
① 搅拌器的结构和运行参数,如搅拌器的型式、桨叶直径和宽度、桨叶的倾角、桨叶数量、搅拌器的转速等。
② 搅拌槽的结构参数,如搅拌槽内径和高度、有无挡板或导流筒、挡板的宽度和数量、导流筒直径等。
③ 搅拌介质的物性,如各介质的密度、液相介质黏度、固体颗粒大小、气体介质通气率等。
由以上分析可见,影响搅拌功率的因素是很复杂的,一般难以直接通过理论分析方法来得到搅拌功率的计算方程。因此,借助于实验方法,再结合理论分析,是求得搅拌功率计算公式的途径。
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