螺带式搅拌器-中拓鼎承-眉山搅拌器

拌装置中的搅拌体系分析

　　今天我们来分享一下搅拌器放大过程中的搅拌体系分析。通常来说，搅拌器的搅拌体系中某一点的状态可以通过一系列状态变量来表示。如温度、压力、流速、浓度等。作为一种基本方法，一个复杂的体系常常可以分解成几个简单的子体系进行实验和分析，从而使所获得的基本数据更有表征的价值，如在小试和模试中通常将反应和传递因素进行单独研究。但是被分离的变量之间常常存在互动和耦合效应，所以中试时经常将它们重新合并研究。如果两个子体系之间的连接是单方向的（比如i到j，j体系的输入=i体系的输出），则两个体系通常是独立的。对于两个变量是明显互相耦合在一起的，要避免将它们分离研究，或必须研究它们之间的耦合效应。举例来说，可以将一个复杂的化工过程分成进料段、反应段和后处理段进行分离研究，其中搅拌器的反应器往往是复杂的单元器，锚式搅拌器，但难以再继续细分。

　　当体系确定，输入变量、输出变量、作用参数等随之可以确定。比如，输入变量可以包括进料中的化学组成和纯度等。输出变量可以包括流出物的化学组成，流出速率等。作用参数包括进料速率、催化剂类型、反应器进口温度、反应器进口压力、再循环流率等。当完成对子体系的定义后，需要对单个子体系进行研究，螺旋式搅拌器，即小试研究。当小试完成后，需要考虑放大到模试。在模试阶段，除了考虑与小试过程同样关心的变量——转化率外，还要考虑副反应问题、热力学平衡、物理性质、化学平衡、热传递、相间和相内的传递、流体或固体的流动等。

螺杆式搅拌器:螺杆搅拌器适合于高黏度介质的搅拌，具有一个或多个叶片，叶片螺距与搅拌器直径相等。与螺带式不同，它---了中心部分流体的流动，但近壁处流体的流动状况较差。搅拌器直径d与容器内直径d之比为0.3。螺杆常与螺带组合在一个轴上，称为螺带-螺杆式搅拌器，这时螺杆直径可适当增加，其比值可到d/d=0.5。螺杆与螺带的螺旋方向相反，螺杆推动液体向下，螺带推动液体向上，眉山搅拌器，造成液体的全罐混合均匀。螺杆式搅拌器还可以和导流筒组成搅拌系统，该组合式搅拌器在层流区和过渡流区都有---的混合效率，适用于随反应进行，物料黏度逐渐增大，由过渡流至层流的溶液聚合等反应。当热负荷较大时，导流筒筒壁可通入换热介质，增加换热面积。

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---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---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，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，螺带式搅拌器，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，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，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。

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