搅拌器附件——导流筒
导流筒是种非常重要的搅拌器附件,导流筒主要用于推进式、螺杆式搅拌器的导流,涡轮式搅拌器有时也用导流筒。导流筒是一个圆筒形,紧包围着叶轮。可以便叶轮排出的液体在导流筒内部与外部(导流筒与罐的环隙内)形成上下的循环流动。应用导流筒可使流型得以严格控制,还可得到高速涡流和高倍循环。导流筒可以为液体限定一个流动路线,防止短路;也可迫使流体高速流过加热面,利于传热。对于混合和分散过程,导流筒也都能起到强化作用。根据推进式、螺杆式搅拌器的旋向和转向,可使液体有不同的循环方向。较多的流向是导流筒内液体向下,外面环隙内液体向上。在涡轮式搅拌器所用的导流筒内侧,设有与桨叶同等数目或更多的折叶片,折叶角度随操作目的而异,例如气-液相操作中,折叶使气-液相在导流筒内向下流动;在固-液相操作中,折叶使固-液相在导流筒内向动。
黏弹性流体对搅拌器的影响
黏弹性流体行为可以对搅拌器的混合作用产生巨大的负效应。黏弹性流体的典型特征是具有法向应力差、弹性回缩、应力突增(Overshoot)现象。这些特征可以显著地影响混合行为。黏弹性流体流场中力学特征明显地不同于其他流体。
对于牛顿流体,由于搅拌的离心作用,流体在搅拌器内呈漩涡状;与此相反,安庆搅拌器,黏弹性流体在搅拌过程中明显的特性是具有弹性。
弹性是材料在受力形变时试图维持原来的形状或形变试图恢复原来的形状的一个特性。因此在搅拌操作中,弹性使材料试图维持原来的形状而不产生混合。黏弹性流体在运动时,总是产生垂直于剪切面的法向应力差,该法向应力差会引发二次流,促使搅拌器中的流体产生爬杆现象——Weissenberg效应,即由搅拌器叶片端部吸入流体,沿搅拌轴方向排出。
1974年,Ulblecht曾对有关圆球、圆盘和搅拌器在黏弹性流体中旋转时产生的二次流流型进行了实验研究,不锈钢搅拌器,实验表明:球在无弹性流体中旋转时,由于惯性力使流体沿搅拌轴吸入,再在球表面由惯性抛出,形成轴向循环,然而在弹性强的黏弹性流体中,由于法向应力的存在会产生相反方向的流动,当两种力刚好平衡时,搪瓷搅拌器,会在球表面形成一个孤立的漩涡,在此漩涡内的流体与釜内其余流体不混合。 在黏弹性流体的搅拌中,使用螺杆-导流筒、锚式、框式搅拌器,是比较合适的。
化工搅拌器中低粘度互溶液体搅拌
黏度是流体的一种属性。流体在管路中流动时,有层流、过渡流、湍流三种状态,搪玻璃搅拌器,化工搅拌器中同样也存在这三种流动状态,而决定这些状态的主要参数之一就是流体的黏度。在搅拌过程中,一般认为黏度大于50Pa.s的为高黏度流体,在此以下则统称为低黏度,有时将黏度在5~50Pa.s范围内的液体称为中黏度流体。
低黏度互溶液体的搅拌是两种及两种以上互溶液体在搅拌作用下,任意一点的浓度、密度、温度以及其他物理状态达到均匀的过程,通常又称为混匀过程,它是搅拌器工作中基本的一种搅拌工况。有时为了强调其属于均相搅拌的特点,也称其为调和或调匀。
低黏度互溶液体搅拌过程的主要特征是不存在传递过程的相界面。对于一个纯物理混合过程,低黏度互溶液体的混合属于容易完成的过程。但如果混合过程伴有化学反应时,则往往会使过程复杂化,主要表现在两个方面:一是对混合时间有比较严格的要求,以避免发生一些不希望的副反应;二是大多有反应热的导出或热量的导入,从而增加了混合过程的控制难度。
低黏度互溶液体的搅拌操作一般都是在湍流状态下进行的。因而这一过程就具有较强的主体扩散、湍流扩散和分子扩散,在宏观混合的过程同时伴有很强的微观混合过程。为达到搅拌液体的混合均匀状态,低黏度互溶液体的搅拌首先要求提供足够的循环量,避免在器内出现死区,使所有搅拌液体都能产生快速对流循环运动。其次,还要求化工搅拌器造成的液体湍流强度或剪切速度要大,尤其是当两种液体黏度相差比较大时,剪切的存在将有利于高黏度液体在器中的分散,有利于湍流扩散的强化。此外,当需要混匀的两种液体数量相差较大时,少量液体的加料位置是很重要的,理想的位置是叶轮区,或是在叶轮吸入口附近,以保证进料能很快通过叶轮,促使搅拌液体很快达到浓度均化。
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