






罐中液体的循环流动是达到物料混合所的流动状态,而湍流扩散、剪切流又是某些搅拌过程快速进行达到搅拌目的所需要的。虽然某种合适的流动状态也要靠搅拌罐及其他附件来共同造成,但是叶轮的形状与运转情况仍可以说是决定罐内流动状态的基本的因素。
各种搅拌叶轮形状按搅拌器的运动方向与叶轮表面的角度可分为三类,即平叶、折叶和螺旋面叶。桨式、涡轮式、锚式、框式等的叶轮都是平叶或折叶,而推进式、螺杆式、螺带式的叶轮则为螺旋面叶。 平叶的桨面与运动方向垂直,即运动方向与桨面法线方向一致。折叶的桨面与运动方向成一个倾斜角度;一般这个倾斜角度为45或60度等。螺旋面叶是连续的螺旋面成其中一部分,叶片曲面与运动方向的角度逐渐变化,如推进式叶片的根部曲面与运动方向一般可为40-70度,而其叶端的曲面与运动方向的角度较小,一般为17度左右。 由于平叶的运动方向与桨面垂直,所以当叶轮低速运转时,液体的主要流动为水平环向的流动。
当叶轮转速增大时,液体的径向流动就渐渐增大。叶轮转速愈高,由平叶排出的径向流愈强。但只靠叶轮本身,它造成的轴向流动还是很弱的。折叶由于桨面与运动方向成一定倾斜角,所以在叶轮运动时,除有水平环流外,还有轴向分流。在叶轮转速增大时,还有渐渐增大的径向流。螺旋面可以看成是许多折叶的组合,这些折叶的角度逐渐变化,所以螺旋面的流向也有水平环向流、径向流和轴向流,其中轴向流量大。



搅拌器混合速率和混合效率
在搅拌器的搅拌过程中,我们常用均一化时间θm来定量地表示混合速率。均一化时间θm的定义是:将两种完全互溶,但其物理或化学性质(如电导率、颜色、温度、折光率等)有差异的流体通过搅拌使之达到规定混合程度所需的时间。由于测量混合时间的种种条件以及所要求达到的终均匀程度是人为确定的,故θm的数值仅在相同的测试条件下有相互比较的价值。
在对比不同搅拌叶轮的混合速率时常用无量纲混合时间,即混合时间数Tm:
Tm=θmN
Tm的物理意义为:达到规定混合,搅拌器叶轮所需的转数。Tm值越低,则表明该叶轮的混合速率越高。
在湍流混合时,各种叶轮的Tm为一常数;而在高黏度液体的层流搅拌时,对于那些适合于高黏度液体混合的叶轮,如螺带式或螺杆式叶轮等则Tm亦为一常数;然而对于一些不适合高黏度液体混合的叶轮来说,例如用d/D=0.5左右的盘式涡轮在层流下混合高黏度液体时,由于罐内有混合死角,不能求得确切的均一化时间θm,故也不能算得Tm值。
有人研究了Tm和Np、Nqd等的关系,对于用平叶涡轮式、平叶桨式.弯曲叶桨式、布鲁马金式和推进式等叶轮搅拌低黏度液体的场合得到如下的关系式:
常用单位体积混合能Wv来表示混合效率。Wv是单位体积搅拌功率和均一化时间θm的乘积。Wv=pvθm。
需指出的是θm。不是一个严密定义的量,如前所述,它随测量者的实验条件而变。故用Wv来比较不同叶轮的混合效率时,往往用一个基准的叶轮的Wv值作为参比值。



通过搅拌器制作悬浮液
实现固液混合制作悬浮液是搅拌器的作用之一,那么在悬浮液的制作过程中,要注意些什么呢?
我们首先要对被搅拌的固体和液体充分了解,根据固体颗粒和液体成分选择搅拌方式。制作悬浮液就要实现固液混合,我们使用搅拌器实现固液混合的基本目的就是实现固体在液体中的悬浮,制成符合我们需要的悬浮液,并且要使其浓度和质量更加均匀。然而,在悬浮液的搅拌过程中,并不是一次制成的,絮凝池搅拌器诚心诚意,而是要有个过程:
首先,我们要通过搅拌时固体悬浮在液体中,然后,在搅拌过程中固体颗粒会出现下沉,然后再悬浮的过程,在这个过程中固体颗粒逐渐变小,并逐渐渗入液体,并且在这个过程中,我们可以根据具体需要,改变搅拌器的搅拌方式,实现固体颗粒的聚合、分散等种种形式,从而达到我们对悬浮液的具体技术要求。
固液混合是个复杂的过程,在这个过程中,我们需要对悬浮液的工艺要求,固体和液体的性质有着充分的了解,这样才能确定搅拌器的一些参数和工作方式,搅拌器的槽的几何形状和搅拌叶片的形式等都对固液混合起的影响非常大,在实际的悬浮液制作过程中,我们要根据实际情况,确认搅拌器的选购或是否有必要对现有搅拌器进行改装,以及如何改装。


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