






液液和气液分散中搅拌器常用尺寸参数
低黏度不互溶两相体系液-液分散时,主要控制因素是液滴大小及一定的循环流动,因此对剪切作用的要求均较高,推进式搅拌器,由于涡轮式搅拌器具有较高切应力和较大循环能力,所以为合适,特别是平直叶涡轮搅拌器的剪力作用比斜叶和后弯叶的剪力作用大,立式搅拌器,就更适用。常用的平直叶开式涡轮搅拌器,叶片宽度宜窄,转速较高。在湍流区全挡板条件下,平直叶开式涡轮搅拌器的参数一般取d/D=0.33,C/d=1,b/D=0.125~0.2。当雷诺数>10的4次方时机械搅拌器上下搅拌范围大可达2d。如液体黏度较大时,可用弯叶涡轮,以减少动力消耗。
对气-液分散体系,要求气体分散造成足够的相际接触面,以利于对气体的吸收。主要控制因素是剪切强度,同时也要求有较高的循环量。气体吸收过程以圆盘式涡轮搅拌器合适,它的剪切作用强,而且在圆盘的下面可以保存一些气体,使气体的分散更平稳,开式涡轮搅拌器就没有这个优点。通常优先采用标准六平直叶圆盘涡轮式搅拌器,并在全挡板下操作。其常用尺寸为:d/D=0.33,C/d=1,H/D=1.25~2,雷诺数>10的4次方时,机械搅拌器上下搅拌范围为2d。当H/D≥2时,常采用多层搅拌器,相邻两层中心线距离为1.5d~3d。对生物反应器的机械搅拌式通风发酵器,为提高氧的利用率,常采用高径比为2~4,此时需采用多层搅拌器。



在稳定三角区中,BC线表示了在稳定状态中,能存在的大液滴直径,而AB线表示在稳定状态中能存在的小液滴直径。
既有搅拌器的修改与优化
以下就是既有搅拌器的修改与优化:
1.优化搅拌器结构几何尺寸
如前所述,不同的流体,或同体在不同的雷诺数范围内,各种搅拌器的混合性能各不相同。进一步的研究还发现,搅拌器的几何尺寸对混合效率有很大影响,张掖搅拌器,并且这种影响是随流体的性质而异的。如对螺带式搅拌器的研究表明:①叶宽对混合效率影响较大。当叶宽增加一倍,甘油和2%CMC水溶液的混合速率增加将近一倍,而1% PPA水溶液仅增加20%;②螺距的改变对混合速率影响不大;③叶端和釜壁的间隙增加一倍,甘油的混合时间仅增加10%, 2%CMC水溶液则增加50%~100%,但是1%PPA水溶液的混合时间几乎不变;④当螺带的叶片由圆管制作时,混合时间要增加30%~70%。
2.合理设计物料加入位置
在任何一种搅拌器的混合体系中,把混合物的组分注入湍流区中将有助于降低黏度和密度差,并使混匀加速。
3.避免产生打漩
在任何搅拌器的混匀体系中,避免产生打漩的流型是很重要的。对顶部插入式的搅拌器器,为产生适宜的流型,一般要在釜壁上安装挡板,对侧面插入式的搅拌器,搅拌器通常以一定角度插入釜中,可产生良好的顶部至底部的循环流动。



据搅拌介质粘度大小来选择搅拌器
由于液体的粘度对搅拌状态有很大的影响,所以根据搅拌介质粘度大小来选型是一种基本的方法。为了更好的进行搅拌,我们将如何据搅拌介质粘度大小来选择搅拌器进行了解。
几种典型的搅拌器都随粘度的高低而有不同的使用范围。随粘度的各种搅拌器使用顺序为推进式、涡轮式、浆式、锚式和螺带式等,这里对推进式的分得较细,提出了大容量液体时用低转速,小容量液体时用高转速。这个选型图相对地规定了使用浆型的限制,实际上各种浆型的使用范围是有重叠的。
根据搅拌过程的目的与搅拌器造成的流动状态判断该过程所适用的浆型,这是一种比较合用的方法。推荐浆型是把浆型分成快速型与慢速型两类,前者在湍流状态操作,螺带式搅拌器,后者在层流状态操作。选用时根据搅拌目的及流动状态来决定浆型及挡板条件,流动状态的决定要受搅拌介质的粘度高低的影响。
总之,在对搅拌器进行选择时,首先要明确搅拌介质的粘度大小,避免选择到不合适的设备,从而降低设备的使用效率,并且增加企业成本。


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