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机械搅拌器中非依时性非牛顿流体

非依时性非牛顿流体是机械搅拌器中的常见流体，属于非牛顿流体中的一种。

符合上面公式的流体称之为纯黏性非牛顿流体，或广义牛顿流体，即流体在任何处的切应变速率都是切应力的函数。根据函数f(r)形式的不同，这种流体习惯上又可细分成三种类型：宾汉塑性流体、假塑性流体和胀塑性流体。

(1)宾汉塑性流体，在宾汉塑性流体的流动曲线上存在一个屈服应力，在屈服之前，它呈现固体行为。一般认为宾汉塑的现象产生于材料的一种三维刚性，这种刚性结构具有内在应力。当材料承受的应力小于屈服应力时，这种三维结构不足以被破坏，故不产生流动。但是当外部施加的应力大于屈服应力时，这种三维刚性就被破坏，呈现牛顿流动行为。

机械搅拌器中呈现宾汉塑的常见流体有污水泥浆、油脂、油漆、牙膏、淤泥、蛋黄酱、含有固体颗粒的白垩等；许多浓悬浮液也有屈服值，如将大量二氧化钛、碳酸钙、氧化铁等微粉混合入水中也可得宾汉塑性流体。

(2)假塑性流体，假塑性流体没有屈服应力，其流变行为的主要特征是黏度随切应力的增加而下降。这类流体通常可以用密律方程描述（此时，又可称为密律流体）。

在搅拌与混合技术中，研究得多的非牛顿流体是假塑性流体，具有这种流变行为的流体广泛存在于机械搅拌器中，有聚合物、聚合物溶液、悬浮液、高分子溶液以及羧纤维素的水溶液等。

(3)胀塑性流体，胀塑性流体的行为类似于假塑性流体，也没有屈服应力。但是胀塑性流体的黏度随切应变速率的增加而增加。许多高浓度的固体悬浮液具有这种流动行为。当这种悬浮液处于静止时，固体间的孔隙，液体的量由这些小孔隙的空间决定；在低切应变速率下，这些液体起着润滑剂的作用，因此呈现的应力也小；随着切应变速率的增加，液体不足以润滑结构之间的相互作用，应力急剧增加，所以呈现的黏度随切应变速率的增加而增加。

往复式三角形搅拌器叶轮介绍

通常的搅拌器总是向一个方向旋转，罐内无挡板时，液体的流动也是向一个方向进行回转运动。这时由于不能产生有效的剪切和上下循环，混合效果不佳。一般为避免此缺点，要在罐内装置挡板。然而，乐山搅拌器，有些流体要附着到挡板上，要清除这些附着物相当麻烦。理想的情况是既能不设挡板，又能获得足够大的剪切和循环。能满足这个要求的是往复式搅拌器，它不用复杂的电气变换部分，不锈钢搅拌器，仅用一个特殊设计的传动机构能够使搅拌器单方向回转变成每次进行90度往复的运动。这种搅拌器需与具有三角形截面的叶轮配合使用。　　三角形叶轮进行水平左右往复转动，使互相逆向的轴向流桨式叶轮交替地进行正反转，液体朝三角形顶角的方向流动，即三角形顶角向上，则液体向，顶角向下，则把液体向下压。通常这种三角形叶轮二枚成一对，互相交叉90度安装，下层的顶角朝下，上层的顶角朝上，往复式搅拌器的整体情况如图。搅拌时，下层叶的可动范围内液体向下压出，直达罐底，并通过下层叶的不动部分折回，向上升，刚好这时因为上层叶的顶角向上，则使液体进一步往上升。上升流直至液体的自由表面，并通过上层叶的不动部分折回，往下降，这里又由于下层叶的顶角而向下，便使液体继续往下降。这样使罐内液体产生有效地上下循环流动，这时叶轮还进行着水平剪切运动，因此往复式搅拌器中的三角形叶轮亦是属于剪切-循环兼顾型的。由于三角形叶片的根部粗，端部细，所以，反应罐搅拌器，叶径也可做得较大，通常叶径与罐径比为0.65~0.95。

往复式搅拌器可用于使橡胶块在中溶解和使黏土、陶土块在水中分散那样需要高剪切的场合，并且它还能使溶解后的高浓度、高黏度液体进行充分地循环流动。还有，在搅拌纸浆和玻璃纤维时，若用单方向回转的三角形搅拌器，则纤维互相缠结形成大块，而用往复式三角形搅拌器时则缠结不会发生。即使是高浓度的纸浆，由于可使用大的叶径，仍可没有停滞地进行搅拌。

搅拌器中的底挡板和指形挡板

在之前的文章中，我们介绍过搅拌器中的竖挡板，今天我们仅对底档板和指形挡板进行介绍。

一，底挡板

顾名思义，底挡板安装在搅拌釜的底部，如图8-3所示。它对促进固体悬浮很有效，可避免在搅拌器的底部形成固体颗粒堆积，因而一般用于搅拌固体粒子形成的悬浮液。

对于湍流操作，推荐如图8-3 (a)所示的底部小挡板，挡板的参数为：d=0.5D; b=0.lD; h1=0.05D; w=0.1D; C=0.25D; e=0.5d。对于液液分散，当分散相的密度小

于连续相时（如把油分散于水），若使用的搅拌器直径太小，则在釜壁易产生浮油；若使用的搅拌器直径太大，则在釜的中部易产生浮油。建议采用如图8-3 (b)所示的轻液挡板，可获得好的分散效果。挡板的参数为：d=0.4D; b=0.05～0.1D；Bw=0.07～0.1D; Sb=0.5d; eb=0.5d。

二，指形挡板及其他型式的挡板

指形挡板（如图8-4所示）类似手指形状，多用于安装在三叶后掠式搅拌器的搪玻璃搅拌釜中。指形挡板比板式挡板节省搅拌功率，立式搅拌器，亦能起到增加液体上下循环流的作用，有时指形挡板内可通入冷却水，可对搅拌器进行换热作用。一般情况下，指形挡板的设计参数为：管外径d=D/20；指形挡板宽度Wf=0.1D;厚度X=0.04D;间距Sf=0.2D;长度Lf=0.17D;指形挡板与容器内壁间距Sb=0.1D;指形挡板与容器底距离C=0.44D;管下端突出的指形挡板长度L=0.06D。